大家好，今天和大家分享C语言结构体有关的知识，感谢大家观阅，记得三连支持一下哦！
一、结构体的概念
我们知道在C语言中有许多的内置类型，如int、char、float等等,但是仅仅只有这些内置类型是完全不够的我们所有问题的，比如：描述⼀个学⽣需要名字、年龄、学号、⾝⾼、体重等。C语⾔为了解决这个问题，增加了结构体这种⾃定义的数据类型，让程序员可以⾃⼰创造适合的类型。
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，如：标量、数组、指针，甚⾄是其他结构体。
二、结构的声明
假如我们要声明一个描述学生的结构体变量：
显然这个结构体有4个成员。通常结构体的声明在main函数的外面，也就是在全局中。
结构的特殊声明：
我们在声明结构的时候，可以不完全的声明。
如：
这种结构体只能使用一次被叫做——匿名结构体。
注意：
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。
typedef 对结构体类型重命名：
结构体在声明完之后，我们用起来每次都要在前面加struct，这就十分的麻烦，有什么办法把它的变的和普通类型一样用的方便呢？typedef。如：
这样我们就可以使用简短的名字了。并且对匿名结构体进行重命名，匿名结构体就可以使用多次了。
三、结构体变量的定义和初始化
1.结构体变量的定义
结构体变量的创建其实和普通变量的定义是一样的。
如：
与普通变量不同的是要在前面加一个struct。
2.结构体变量的初始化
结构体变量的初始化有点类似于数组，我们直接来看例子：
这种方法是按照结构体成员一个一个进行初始化的。
这种方法是不按照顺序来初始化的。
四、结构的⾃引⽤
结构的⾃引⽤，顾名思义就是，结构体成员中包含结构体类型。
比如我们定义一个链表的节点：
我们可以看到上面的代码是错误的那是为什么呢？
其实，我们在声明这个结构体到next时，并没有完全声明完，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，所以这里报了错。
正确的是要改成指针的形式，如：
在结构体⾃引⽤使⽤的过程中，夹杂了 typedef 对匿名结构体类型重命名，也容易引⼊问题，如：
我们可以看到这里出现错误。因为Node是对前⾯的结构体类型的重命名产⽣的，但是在结构体内部提前使⽤Node类型来创建成员变量，这是不⾏的。所以在结构体中自引用中我们要写完整。（包括匿名结构体中）。
五、结构体内存对⻬
我们知道内置类型是有大小的如：int大小是4个字节。那么结构体大小是多少呢？
我们可以看到结构体也是有大小的，但是我们发现上面两个结构体成员是一样的，只是顺序不一样，大小却不一样，这是为什么呢？这是因为结构体大小是要计算的，下面我们就介绍如何计算结构体的大小.
1.对⻬规则
在学习如何计算结构体的大小之前我们需要了解一个知识——结构体内存对⻬规则
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 中默认对⻬数的值为 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。
下面我们看一些例子：
上面就是结构体A和结构体B大小不一样的原因。下面我们再来看一下难一点的：
我们可以看到这是一个结构体嵌套的类型，那么它的大小怎么求呢？我们来看：
好了以上就是结构体大小的计算方式了，为什么要这样计算呢？
2.为什么存在内存对⻬?
大多数解释有两个原因：
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。
总的来说：就是拿空间来换取时间的做法。
所以我们在设计结构体的时候让占⽤空间⼩的成员尽量集中在⼀起，这样就既满⾜对⻬，⼜节省空间了。就如上面两个结构体A和B一样。
3.修改默认对⻬数
默认对齐数也是可以修改的。#pragma 这个预处理指令，可以改变编译器的默认对⻬数。
如：
如果我们将默认对齐数改为1，那么该结构体大小就是两个char类型和一个int类型，一共是6个字节。
六、结构体传参
我们可以看到上面结构体传参有传值和传址，那么它们哪一个好呢？这里优先推荐传址
因为：
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。
所以：结构体传参的时候，要传结构体的地址。
七、结构体实现位段
下面我们来了解一下结构体实现位段的能力。
1.什么是位段
通俗来讲，位段就是改变了成员变量大小的结构体。
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
如：
上面A就是一个位段类型，里面的成员大小被改变了。在这里是直接改成比特位而不是字节。下面我们来看看这个位段的大小。
我们可以看到是4个字节。那么位段在内存中是怎么存储的呢？下面我们就要讲讲位段的内存分配了.
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以4个字节（ int ）或者1个字节（ char ）的⽅式来开辟的,若位段中都是int(包括有无符合)型的话，则位段以int的大小（即4个字节）的大小来开辟空间，如果是char类型的话则是一个字节一个字节的开辟空间大小。
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。
前面我们提到位段成员是按比特位来存储的，由于在不同的编译器是存储的方式不同，所以位段的存储方式不同。如：
下面我们就来看看在VS环境下位段是怎样存储的。
我们可以看到在VS环境中确实是按照我们假设的这样来存储位段的，但是在其他环境下就不一定是这样了
3.位段的跨平台问题
位段的移植性是很差的。
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16，32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。
所以：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。
位段使用注意事项：
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。
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