一.结构体类型的声明//结构体类型的声明 struct Stu { char name[20]; int age; char sex[5]; char id[20]; };二.结构体变量的创建和初始化int main() { //结构体变量的创建和初始化 struct Stu S { 张三,20,男,20230113001 }; printf(name:%s\n, S.name); printf(age:%d\n, S.age); printf(sex:%s\n, S.sex); printf(id:%s\n, S.id); printf(\n); //按照指定的顺序进行初始化 struct Stu M { .age 18,.name 李四,.id 20251315001,.sex 男 }; printf(name:%s\n, M.name); printf(age:%d\n, M.age); printf(sex:%s\n, M.sex); printf(id:%s\n, M.id); return 0; }1.结构的特殊声明匿名结构体没有给结构体名字//匿名结构体 struct { int a; char b; float c; }a[20],*p; //a[20]表示数组a里面有20个该结构体类型的元素 //指针p指向该结构体匿名结构体一般只使用一次2.结构的自引用错误示范struct Node { int data; struct Node next; };//无法计算结构体的大小正确示范struct Node { int data; struct Node* next; }; int main() { struct Node s { 0 }; printf(%zd\n, sizeof(s));//16 return 0; }三.结构体内存对齐1.对齐规则1结构体的第⼀个成员对⻬到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处2其他成员变量要对⻬到某个数字对⻬数的整数倍的地址处。对⻬数编译器默认的⼀个对⻬数与该成员变量⼤⼩的较⼩值。VS 中默认的值为 8Linux中 gcc 没有默认对⻬数对⻬数就是成员⾃⾝的⼤⼩3结构体总⼤⼩为最⼤对⻬数结构体中每个成员变量都有⼀个对⻬数所有对⻬数中最⼤的的整数倍。4如果嵌套了结构体的情况嵌套的结构体成员对⻬到⾃⼰的成员中最⼤对⻬数的整数倍处结构体的整体⼤⼩就是所有最⼤对⻬数含嵌套结构体中成员的对⻬数的整数倍。//结构体的内存对齐 //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)); int main() { printf(%zd\n, sizeof(struct S1)); printf(%zd\n, sizeof(struct S2)); printf(%zd\n, sizeof(struct S3)); printf(%zd\n, sizeof(struct S4)); return 0; }2.修改默认对齐数#pragma 这个预处理指令可以改变编译器的默认对⻬数。#includestdio.h #includestdlib.h struct S { int a; char b; int c; }; //修改默认对齐数 #pragma pack(1)//修改默认对齐数为1 struct F { int a; char b; int c; }; #pragma pack()//复原默认对齐数 int main() { struct S s { 0 }; struct F m { 0 }; printf(%zd\n, sizeof(s));//12 printf(%zd, sizeof(m));//9 return 0; }结构体在对⻬⽅式不合适的时候我们可以⾃⼰更改默认对⻬数。3.为什么存在内存对齐⼤部分的参考资料都是这样说的1. 平台原因(移植原因)不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据否则抛出硬件异常。2. 性能原因数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在⾃然边界上对⻬。原因在于为了访问未对⻬的内存处理器需要做两次内存访问⽽对⻬的内存访问仅需要⼀次访问。假设⼀个处理器总是从内存中取8个字节则地址必须是8的倍数。如果我们能保证将所有的double类型的数据的地址都对⻬成8的倍数那么就可以⽤⼀个内存操作来读或者写值了。否则我们可能需要执⾏两次内存访问因为对象可能被分放在两个8字节内存块中。总体来说结构体的内存对⻬是拿空间来换取时间的做法。那在设计结构体的时候我们既要满⾜对⻬⼜要节省空间如何做到让占⽤空间⼩的成员尽量集中在⼀起。#includestdio.h #includestdlib.h struct S1 { char a; int b; char c; }; struct S2 { char a; char c; int b; }; int main() { struct S1 s { 0 }; struct S2 m { 0 }; printf(%zd\n, sizeof(s));//12 printf(%zd\n, sizeof(m));//8 return 0; }四.结构体传参#includestdio.h #includestdlib.h struct S { int data[100]; char num; }; //结构体传参 void print1(struct S s) { printf(%c\n, s.num); } //结构体地址传参 void print2(struct S* s) { printf(%c\n, s-num); } int main() { struct S m { {1,2,3,4},a }; print1(m); print2(m); return 0; }上⾯的 print1 和 print2 函数哪个好些答案是⾸选print2函数。原因函数传参的时候参数是需要压栈会有时间和空间上的系统开销。如果传递⼀个结构体对象的时候结构体过⼤参数压栈的的系统开销⽐较⼤所以会导致性能的下降。结论结构体传参的时候要传结构体的地址。五.结构体实现位段1.什么是位段位段的声明和结构是类似的有两个不同1. 位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int 在C99中位段成员的类型也可以选择其他类型。2. 位段的成员名后边有⼀个冒号和⼀个数字数字的单位是比特位指定该变量被分配多少个比特位的空间。⽐如#includestdio.h #includestdlib.h struct S { int a : 2; int b : 5; int c : 3; int d : 6; }; int main() { struct S s { 0 }; printf(%zd\n, sizeof(s));//4 return 0; }2.位段的内存分配1. 位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char 等类型?2. 位段的空间上是按照需要一次性以4个字节 int 或者1个字节 char 的⽅式来开辟的。3. 位段涉及很多不确定因素位段是不跨平台的注重可移植的程序应该避免使⽤位段。struct S { char a : 3; char b : 4; char c : 5; char d : 4; }; int main() { struct S s { 0 }; s.a 10; s.b 12; s.c 3; s.d 4; return 0; } //空间是如何开辟的3.位段的跨平台问题1. int 位段被当成有符号数还是⽆符号数是不确定的。2. 位段中最⼤位的数⽬不能确定。16位机器最⼤1632位机器最⼤32写成27在16位机器会出问题。3. 位段中的成员在内存中从左向右分配还是从右向左分配标准尚未定义。4. 当⼀个结构包含两个位段第⼆个位段成员⽐较⼤⽆法容纳于第⼀个位段剩余的位时是舍弃剩余的位还是利⽤这是不确定的。总结跟结构相⽐位段可以达到同样的效果并且可以很好的节省空间但是有跨平台的问题存在。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能够实现想要的效果也节省了空间这样⽹络传输的数据报⼤⼩也会较⼩⼀些对⽹络的畅通是有帮助的。5.位段使用的注意事项位段的⼏个成员共有同⼀个字节这样有些成员的起始位置并不是某个字节的起始位置那么这些位置处是没有地址的。内存中每个字节分配⼀个地址⼀个字节内部的bit位是没有地址的。所以不能对位段的成员使⽤操作符这样就不能使⽤scanf直接给位段的成员输⼊值只能是先输⼊放在⼀个变量中然后赋值给位段的成员。struct A { int _a : 2; int _b : 5; int _c : 10; int _d : 30; }; int main() { struct A sa {0}; scanf(%d, sa._b);//这是错误的 //正确的⽰范 int b 0; scanf(%d, b); sa._b b; return 0; }