自界说范例：结构体
一、结构体范例的声明1、结构体的声明
结构体的声明：
struct tag
{
member-list
};
2、结构体变量的创建和初始化
创建一个简单的学生信息结构体
struct student
{
char name;
int age;
int score;
};
结构体默认初始化的顺序是结构体中创建变量的顺序。
初始化结构体：
struct student
{
char name;
int age;
int score;
}s1, s2 = {"李华",18,88};//第一种初始化
struct student s3 = { "小明",20,100 }; //第二种初始化
int main()
{
struct student s4 = { "张三",15,70 }; //第三种初始化
struct student s5 = { .score = 99,.name = "小红",.age = 22 };//第四种初始化
return 0;
}
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/dacfcf233dee499786d514d758320def.png
3、特殊声明
匿名结构体
struct
{
int a;
char b;
float c;
}x,*p;
匿名结构体只允许利用一次，p=&a黑白法请求
4、结构体的自引用
结构体是可以进行自引用的
错误的自引用：
struct stu
{
int a;
struct stu next;
};
正确的自引用：
struct stu
{
int a;
struct stu* next;
};
5、typedef重定名结构体
typedef struct Node
{
int data;
struct Node* next;
}Node; //结构体命名为Node
二、结构体内存对⻬
1、对齐规则
把握结构体的对齐规则：
[*]结构体中第一个变量首对齐地址是偏移量为0的地址处。
[*]其他成员的对齐变量是范例的整数倍数的地址处。vs默认对齐量为8，linux中gcc没用对齐数，对齐数就是自身大小
[*]结构体的总大小为最大对齐数
[*]对于嵌套结构体，嵌套结构中对齐量是结构体中最大的一个变量整数倍数地址处，而竣事时是嵌套结构体的整数倍数
如盘算int 对齐数 4 8 4 int范例的大小对比默认值大小，谁小选谁是对齐数
//练习1
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
//练习2
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2));
//练习3
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
//练习4-结构体嵌套问题
struct S4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S4));
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/bda17a87776d4a42ab1965240c749d3a.png
在以上例题中，我们发现结构体中开辟的空间有许多空间被浪费了，以是在创建范例时，需要合理的排序
在例题1与例题2中，创建的范例是一样的，就由于范例创建的顺序不一样，导致占用内存不一样。
尽量使变量小的范例排在前面
2、为什么存在内存对齐
1、平台移植问题：不是全部的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据
2、性能问题：假如没用地址对齐，处理器需要作两次的内存访问，而对齐的内存只需要访问一次
总结来说：拿空间换时间
3、修改默认对齐数
通过利用#pragma这个预处理指令，可以改变编译器的默认对齐数
#pragma pack(4)//设置对齐数变为4
struct stu
{
char a;
int b;
char d;
double c;
};
#pragma pack()//取消设置的对齐数，还原默认
int main()
{
printf("%zd\n", sizeof(struct stu));
}
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/7404bda230a141e69e709a40ca1fb327.png
三、结构体传参
struct stu
{
char name;
int age;
};
struct stu s1 = { "xiaoming",28 };
void print1(struct stu s1)
{
printf("%d,%s\n", s1.age, s1.name);
}
void print2(struct stu* s1)
{
printf("%d,%s\n", s1->age, s1->name);
}
int main()
{
print1(s1); //传值调用
print2(&s1);//传址调用
return 0;
}
输出：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/404a9de7efbe4fc28fb82ab5d4d20faa.png
结构体可以利用传值也可以利用传址，优先选用传址调用，如许不需要开辟新的空间，可以大大提高代码的运行效率。
四、结构体实现位段
1、什么是位段
位端可以限制结构体中创建变量占用内存的大小
[*]利用位段时，成名必须是unsigend int，int，sigent int，在c99中其他成员可以利用位段
[*]位段的创建在成员名后面加上一个冒号跟一个数字。
比如：
struct stu
{
int _a : 4;
int _b : 2;
int _c : 1;
int _d : 30;
};
2、位段的内存分配
[*]位段的成员可以是int,unsigent int ,signet int,char范例
[*]位段上的空间是以四个字节跟一个字节进行开辟空间的
[*]位段无法跨平台利用
struct stu
{
int _a : 4;
int _b : 10;
int _c : 1;
int _d : 20;
};
int main()
{
printf("%zd\n", sizeof(struct stu));
return;
}
输出：https://i-blog.csdnimg.cn/direct/75ec6a5a91534c469d4adcd7eea4bb80.png
假如没用位段，那么4个int范例的字节大小位12
位段是如何开辟空间的，如下：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/cd8f91b71d5f465a856a083cac57c62a.png
3、位段的跨平台问题
1、int位段是被当成有符号位还是无符号位是不确定的
2、位段中最大数是不确定的（有16位机器，假如设置段位超过16比特，那么就会出问题，32位机器同意也是）
3、内存是从左到右分配，还是从右到左分配是不确定的（vs是从右到左分配）
4、当一个结构体包罗两个位段时，第二个位段成员比较大，无法容纳第一个尾端剩余空间的时间，是否会舍弃剩余空间，这是不确定的。
总结：位段可以很好的节流空间，但存在跨平台问题
4、位段的应⽤
下图是⽹络协议中，IP数据报的格式，我们可以看到其中很多的属性只需要⼏个bit位就能描述，这⾥使⽤位段，可以或许实现想要的结果，也节流了空间，如许⽹络传输的数据报⼤⼩也会较⼩⼀些，对⽹络的畅通是有资助的。
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/68813767d9db4e278e652c4c50308f6d.png
5、位段使⽤的留意事项
无法获取比特位的地址。
无法直接利用scanf来输入位段，但是可以赋值位段
struct stu
{
int _a : 4;
int _b : 10;
int _c : 1;
int _d : 20;
};
int main()
{
struct stu s = { 0 };
int n = 0;
scanf("%d", &n);
s._a = n;
return;
}
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