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C語言結(jié)構(gòu)體詳細(xì)圖解分析

更新時間：2022年03月25日 10:27:21 作者：瑯時壹

C 數(shù)組允許定義可存儲相同類型數(shù)據(jù)項的變量，結(jié)構(gòu)是 C 編程中另一種用戶自定義的可用的數(shù)據(jù)類型，它允許你存儲不同類型的數(shù)據(jù)項，本篇讓我們來了解C 的結(jié)構(gòu)體

結(jié)構(gòu)體

結(jié)構(gòu)是一些值的集合，這些值稱為成員變量。結(jié)構(gòu)的每個成員是不同類型的變量。

為什么要有結(jié)構(gòu)體

比如說，描述一個學(xué)生時，需要有

名字
性別
年齡
身高

來一起描述，需要不同的變量，便有了結(jié)構(gòu)體類型來描述

結(jié)構(gòu)體的聲明

struct tag
{
	member-lest//成員列表
}variable-list;//變量列表

例如一個學(xué)生

struct stu
{
	char name[20];
	char sex[5];
	int age;
	int hight;
};//這里有沒有變量列表都可以

struct stu
{
	char name[20];
	char sex[5];
	int age;
	int hight;
}s2,s3,s4;//s2,s3,s4全局變量
struct stu s5;
int main()
{
	struct stu s1;//結(jié)構(gòu)體變量
}

特殊聲明

在聲明結(jié)構(gòu)體時候，可以不完全聲明

struct
{
	char c;
	int a;
	double a;
}sa;//匿名結(jié)構(gòu)體變量，必須在此處定義變量，否則以后不能使用
int main()
{
	return 0;
}

錯誤示范

編譯器認(rèn)為ps和&sa是兩種類型，這種寫法是錯誤的

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存儲的結(jié)構(gòu)

關(guān)于列表

struct node
{
	int date;
	struct node next;
};
int main()
{
	return 0;
}

這樣無法判斷結(jié)構(gòu)體大小只需在結(jié)構(gòu)體存放能找到下一個結(jié)構(gòu)體內(nèi)容的指針即可

struct node
{
	int date;
	struct node* next;
};
int main()
{
	return 0;
}

也可以這樣（重命名使用舉例）

typedef struct node
{
	int date;
	struct node* next;
}node;

int main()
{
	struct node n2 = { 0 };//2者都可以使用
	node n = { 0 };//盡量不對結(jié)構(gòu)體使用typedef
}

結(jié)構(gòu)體變量的定義和初始化

struct point
{
	int x;
	int y;
}p1;             //聲明類型同時定義變量p1
struct point p2;//定義結(jié)構(gòu)體變量p2


//初始化：定義變量的同時賦初值
struct point p3 = { 1,2 };

struct stu         //類型聲明
{
	char name[15];//名字
	int age;      //年齡
};
struct stu s = { "zhangsan",20 };//初始化

struct node
{
	int date;
	struct point p;
	struct node* next;
}n1 = { 10,{4,5},NULL };          //結(jié)構(gòu)體嵌套初始化

struct node n2 = { 20,{5,6},NULL };//結(jié)構(gòu)體嵌套初始化

結(jié)構(gòu)體大小計算

先來觀察下列代碼

#include <stdio.h>
int main()
{
	struct S1

{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
//練習(xí)2
struct S2
{
	char c1;
	char c2;
	int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2));
//練習(xí)3
struct S3
{
	double d;
	char c;
	int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
//練習(xí)4-結(jié)構(gòu)體嵌套問題
struct S4
{
	char c1;
	struct S3 s3;
	double d;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S4));
return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果

發(fā)現(xiàn)并不是數(shù)據(jù)類型大小的簡單相加

存在對齊

如何計算？
首先得掌握結(jié)構(gòu)體的對齊規(guī)則：
1. 第一個成員在與結(jié)構(gòu)體變量偏移量為0的地址處。
2. 其他成員變量要對齊到某個數(shù)字（對齊數(shù)）的整數(shù)倍的地址處。
對齊數(shù) = 編譯器默認(rèn)的一個對齊數(shù) 與該成員大小的較小值。
VS中默認(rèn)的值為8
3. 結(jié)構(gòu)體總大小為最大對齊數(shù)（每個成員變量都有一個對齊數(shù)）的整數(shù)倍。
4. 如果嵌套了結(jié)構(gòu)體的情況，嵌套的結(jié)構(gòu)體對齊到自己的最大對齊數(shù)的整數(shù)倍處，結(jié)構(gòu)體的整
體大小就是所有最大對齊數(shù)（含嵌套結(jié)構(gòu)體的對齊數(shù)）的整數(shù)倍。
為什么存在內(nèi)存對齊 ?
大部分的參考資料都是如是說的：
1. 平臺原因(移植原因)：
不是所有的硬件平臺都能訪問任意地址上的任意數(shù)據(jù)的；某些硬件平臺只能在某些地址處取某些特
定類型的數(shù)據(jù)，否則拋出硬件異常。