前言

在C語言中，除了內置的許多數據類型，C語言還為我們提供了自定義的數據類型，其中就包括結構體這一數據類型。

今天就讓我們來學習一下與結構體相關的知識吧！

什么是結構體

首先我們要知道，什么是結構體？

在現(xiàn)實生活中，每一個事物都是復雜的，擁有許多的屬性，為了表示這些屬性，我們不可能用單一的數據類型來表示。

例如：一只貓具有的屬性有：年齡、體重、名字、品種等等。

為了描述這只貓的屬性，我們可以用整型變量來記錄年齡、用浮點型變量來記錄體重，用字符數組來記錄名字和體重等等。

但是，這就需要我們創(chuàng)建多個變量來表示這只貓。就以上面的栗子來說，如果我們只需要表示一只貓的屬性，就需要創(chuàng)建四次變量，這倒也可以接收，但如果我們要表示100只貓呢？我們就不可能每一只貓都單獨的創(chuàng)建四次變量了吧？

我們可以知道，每一次貓的屬性基本上都是相同的，無外乎年齡、體重、名字、品種等等，那么我們可不可把這些屬性抽象出來呢？答案是肯定的，這就是我們的結構體！

結構體類型的聲明

結構體聲明的格式如下：

struct tag
{
member-list;
}variable-list;

代碼演示如下

struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年齡
char sex[5];//性別
char id[20];//學號
}；//分號不能丟

結構體有時候還可以進行特殊的聲明

例如，不完全聲明

//匿名結構體類型
struct
{
int a;
char b;
float c;
}x;
 struct
{
int a;
char b;
float c;
}a[20], *p;

上面的兩個結構在聲明的時候省略掉了結構體標簽（tag）。

那么，問題來了？

//在上面代碼的基礎上，下面的代碼合法嗎？
p = &x;

答案是否定的。

編譯器會把上面的兩個聲明當成完全不同的兩個類型。

所以是非法的。

結構的自引用

在結構中包含一個類型為該結構本身的成員是否可以呢？

//代碼1
struct Node
{
int data;
struct Node next;
};
//可行否？

上述代碼是否可行呢？

答案也是否定的，結構體內部的成員變量不可包含結構體本身，否則就會無限套娃，死循環(huán)下去了。

當我們想要結構體里面還能有一個變量能夠指向一個結構體的話，我們可以利用指針。

正確的自引用方式如下：

//代碼2
struct Node
{
int data;
struct Node* next;
};

結構體變量的定義和初始化

有了結構體類型，那如何定義變量，其實很簡單。

我們可以先聲明結構體類型，然后直接再后面定義結構體。

也可以先聲明結構體類型，然后單獨的定義結構體。

我們可以再定義結構體的同時對其進行初始化。

還可以先單獨定義一個結構體，然后再單獨對其初始化。

具體看下面的代碼演示：

 struct Point
{
int x;
int y;
}p1; //聲明類型的同時定義變量p1
 
struct Point p2; //定義結構體變量p2
 
//初始化：定義變量的同時賦初值。
struct Point p3 = {x, y};
 
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 data;
struct Point p;
struct Node* next;
}n1 = {10, {4,5}, NULL}; //結構體嵌套初始化
 
struct Node n2 = {20, {5, 6}, NULL};//結構體嵌套初始化

結構體的使用

結構體的使用方法有兩種：一是結構體直接使用成員變量，二是利用結構體指針來引用成員變量。

具體看下面的代碼演示：

struct Stu
{	
	double sco;//分數
	int age;//年齡
	char sex;//性別
};//分號不能丟
 
int main(){
 	struct Stu s1;
	struct Stu* p;
	p = &s1;
 	//結構體直接訪問成員變量
	s1.age = 10;
	s1.sco = 88.8;
	s1.sex = 'N';
 	//通過結構體指針來訪問
	p->age = 20;
	p->sco = 95.5;
	p->sex = 'W';
 	return 0;
}
 

結構體內存對齊

在我們已經掌握了結構體的基本使用之后，我們來探討一個更加深入的問題。

如何計算結構體的大小？

struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));

小伙伴們你們認為上述代碼的結構是多少呢？

如果你簡單的認為是：1+4+1 = 6，那么你就錯啦！

這段代碼在VS編譯器的默認情況下的運行結果為：12

為什么會這樣呢？

這是因為，在內存中，存在著結構體對齊！

結構體對齊規(guī)則如下：

第一個成員始終在與結構體變量偏移量為0處。其他成員變量要對齊到對齊數的整數倍的地址處。對齊數 = 編譯器默認的一個對齊數 與 該成員變量本身大小的較小值。結構體總大小為最大對齊數（每個成員變量都有一個對齊數）的整數倍。如果嵌套了結構體的情況，嵌套的結構體對齊到自己的最大對齊數的整數倍處，結構體的整體大小就是所有最大對齊數（含嵌套結構體的對齊數）的整數倍。

提示：VS編譯器默認的對齊數為8

我們回看上面那段代碼，并畫圖分析。

注意

我們可以修改編譯器的默認對齊數，我們只需要加上這樣一句代碼就可以

//這里的數字就是我們想要修改稱為的大小
//例如這里我們就修改稱為了4
 #pragma pack(4)
 

以上就是結構體對齊的相關知識，由于這一部分內容比較難，所以小伙伴們一定要多加練習哦！

結構體傳參

我們先看一段代碼

struct S
{
int data[1000];
int num;
};
struct S s = {{1,2,3,4}, 1000};
 //結構體傳參
void print1(struct S s)
{
printf("%d\n", s.num);
}
 //結構體地址傳參
void print2(struct S* ps)
{
printf("%d\n", ps->num);
}
 int main()
{
print1(s);  //傳結構體
print2(&s); //傳地址
return 0;
}

上面的 print1 和 print2 函數哪個好些？

答案顯然是printf2函數。

原因如下：

函數傳參的時候，參數是需要壓棧，會有時間和空間上的系統(tǒng)開銷。如果傳遞一個結構體對象的時候，結構體過大，參數壓棧的的系統(tǒng)開銷比較大，所以會導致性能的下降。

因此

我們在結構體傳參的時候，需要傳結構體的地址。

總結

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關注腳本之家的更多內容!

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