⾃定义类型:结构体

发布于:2024-10-13 ⋅ 阅读:(124) ⋅ 点赞:(0)

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1. 结构体类型的声明

1.1 结构体成员

1.1.1 结构的声明

1.1.2 结构体变量的创建和初始化

1.2 结构的特殊声明

1.3 结构的⾃引⽤

2. 结构体内存对⻬

2.1 对⻬规则

2.2 为什么存在内存对⻬?

2.3 修改默认对⻬数

3. 结构体传参


1. 结构体类型的声明

1.1 结构体成员

结构是⼀些值的集合,这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量

1.1.1 结构的声明

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

例如描述⼀个学⽣:

struct Stu
{
 char name[20];//名字
 int age;//年龄
 char sex[5];//性别
 char id[20];//学号
}; //分号不能丢

1.1.2 结构体变量的创建和初始化

#include <stdio.h>
struct Stu
{
 char name[20];//名字
 int age;//年龄
 char sex[5];//性别
 char id[20];//学号
};
int main()
{
 //按照结构体成员的顺序初始化
 struct Stu s = { "张三", 20, "男", "20230818001" };
 printf("name: %s\n", s.name);
 printf("age : %d\n", s.age);
 printf("sex : %s\n", s.sex);
 printf("id : %s\n", s.id);
 
 //按照指定的顺序初始化
 struct Stu s2 = { .age = 18, .name = "lisi", .id = "20230818002", .sex = 
"⼥" };
 printf("name: %s\n", s2.name);
 printf("age : %d\n", s2.age);
 printf("sex : %s\n", s2.sex);
 printf("id : %s\n", s2.id);
 return 0;
}

1.2 结构的特殊声明

在声明结构的时候,可以不完全的声明。

⽐如:

//匿名结构体类型
struct
{
 int a;
 char b;
float c;
}x;
struct
{
 int a;
 char b;
 float c;
}a[20], *p;

上⾯的两个结构在声明的时候省略掉了结构体标签(tag)。

那么问题来了?

//在上⾯代码的基础上,下⾯的代码合法吗?
p = &x;

警告:

编译器会把上⾯的两个声明当成完全不同的两个类型,所以是⾮法的。 匿名的结构体类型,如果没有对结构体类型重命名的话,基本上只能使⽤⼀次。

1.3 结构的⾃引⽤

在结构中包含⼀个类型为该结构本⾝的成员是否可以呢?

⽐如,定义⼀个链表的节点

struct Node
{
 int data;
 struct Node next;
};

上述代码正确吗?如果正确,那 sizeof(struct Node) 是多少?

仔细分析,其实是不⾏的,因为⼀个结构体中再包含⼀个同类型的结构体变量,这样结构体变量的⼤ ⼩就会⽆穷的⼤,是不合理的。

正确的⾃引⽤⽅式:

struct Node
{
 int data;
 struct Node* next;
};

2. 结构体内存对⻬

我们已经掌握了结构体的基本使⽤了。 现在我们深⼊讨论⼀个问题:计算结构体的⼤⼩。 这也是⼀个特别热⻔的考点: 结构体内存对⻬

2.1 对⻬规则

⾸先得掌握结构体的对⻬规则:

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 8

        - Linux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。

2.2 为什么存在内存对⻬?

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 作两次内存访问;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

2.3 修改默认对⻬数

#pragma 这个预处理指令,可以改变编译器的默认对⻬数。

#include <stdio.h>
#pragma pack(1)//设置默认对⻬数为1
struct S
{
 char c1;
 int i;
 char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的对⻬数,还原为默认
int main()
{
 //输出的结果是什么?
 printf("%d\n", sizeof(struct S));
 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. 结构体传参

struct S
{
 int data[1000];
 int num;
};
struct S s = {{1,2,3,4}, 1000};
//结构体传参
void print1(struct S s)
{
 printf("%d\n", s.num);
}
//结构体地址传参
void print2(struct S* ps)
{
 printf("%d\n", ps->num);
}
int main()
{
 print1(s); //传结构体
 print2(&s); //传地址
 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。