C语言结构体详细图解分析

Maren ·

更新时间:2024-09-20

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结构体

结构体的声明

结构体变量的定义和初始化

结构体大小计算

结构体

结构是一些值的集合，这些值称为成员变量。结构的每个成员是不同类型的变量。

为什么要有结构体

比如说，描述一个学生时，需要有

名字

性别

年龄

身高

来一起描述，需要不同的变量，便有了结构体类型来描述

结构体的声明


struct tag
{
member-lest//成员列表
}variable-list;//变量列表

例如一个学生


struct stu
{
char name[20];
char sex[5];
int age;
int hight;
};//这里有没有变量列表都可以


struct stu
{
char name[20];
char sex[5];
int age;
int hight;
}s2,s3,s4;//s2,s3,s4全局变量
struct stu s5;
int main()
{
struct stu s1;//结构体变量
}

特殊声明

在声明结构体时候，可以不完全声明


struct
{
char c;
int a;
double a;
}sa;//匿名结构体变量，必须在此处定义变量，否则以后不能使用
int main()
{
return 0;
}

编译器认为ps和&sa是两种类型，这种写法是错误的

数据结构：数据在内存中存储的结构

关于列表


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

这样无法判断结构体大小只需在结构体存放能找到下一个结构体内容的指针即可


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

也可以这样（重命名使用举例）


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 };//尽量不对结构体使用typedef
}

结构体变量的定义和初始化


struct point
{
int x;
int y;
}p1;             //声明类型同时定义变量p1
struct point p2;//定义结构体变量p2
//初始化：定义变量的同时赋初值
struct point p3 = { 1,2 };
struct stu         //类型声明
{
char name[15];//名字
int age;      //年龄
};
struct stu s = { "zhangsan",20 };//初始化
struct node
{
int date;
struct point p;
struct node* next;
}n1 = { 10,{4,5},NULL };          //结构体嵌套初始化
struct node n2 = { 20,{5,6},NULL };//结构体嵌套初始化

结构体大小计算

先来观察下列代码


#include <stdio.h>
int main()
{
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));
return 0;
}

发现并不是数据类型大小的简单相加

存在对齐

如何计算？
首先得掌握结构体的对齐规则：
1. 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
2. 其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。
对齐数 = 编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值。
VS中默认的值为8
3. 结构体总大小为最大对齐数（每个成员变量都有一个对齐数）的整数倍。
4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整
体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。
为什么存在内存对齐 ?
大部分的参考资料都是如是说的：
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。