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1. 結構體類型的聲明

結構體是一些值的集合

這些值叫做 成員或 分量或 域或 項。

結構的每個成員變量可以是不同的類型

例如描述一個學生：

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

這是結構體的聲明

struct 是結構體關鍵字，struct Stu 是這個結構體類型名?

2. 結構體變量的創建和初始化

#include <stdio.h>
struct Stu
{char name[20];//名字int age;//年齡char sex[5];//性別char id[20];//學號
};
int main()
{//按照結構體成員的順序初始化struct Stu s = { "張三", 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);//按照指定的順序初始化struct Stu s2 = { .age = 18, .name = "lisi", .id = "20230818002", .sex = 
"?" };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;
}

在進行結構體聲明時，也可以進行不完全聲明：

//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?的兩個結構在聲明的時候省略掉了結構體標簽

上?的兩個聲明是完全不同的兩個類型。

匿名的結構體類型，如果沒有對結構體類型重命名的話，基本上只能使??次 。

在結構中包含?個類型為該結構本?的成員是不可以的

例如 ：

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

這是錯誤的用法。

因為?個結構體中再包含?個同類型的結構體變量，這樣結構體變量的大小就會?窮的?，是不合理的?

正確自引用方式：

struct NOde
{int data;struct Node* next;//定義一個結構體類型指針
};

在結構體自引用使用的過程中，夾雜了 typedef 對匿名結構體類型重命名，也容易引入問題，比如：

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

?這是錯誤用法，因為Node是對前面的匿名結構體類型的重命名產?的，但是在匿名結構體內部提前使用Node類型來創建成員變量，這是不行的

所以定義結構體不要使用匿名結構體了

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

3. 結構體內存對齊

結構體成員在內存中存在對齊現象

內存對齊的原因：

? ? ? ? 1、平臺原因（移植原因）：

不是所有的硬件平臺都能訪問任意地址上的任意數據的；某些硬件平臺只能在某些地址處取某些特定類型的數據，否則拋出硬件異常

? ? ? ? 2、性能原因：

數據結構(尤其是棧)應該盡可能地在自然邊界上對齊。原因在于，為了訪問未對齊的內存，處理器需要作兩次內存訪問；而對齊的內存訪問僅需要?次訪問。

所以結構體的內存對齊是拿空間來換取時間的做法，提高程序運行效率，節省空間

對齊規則：

????????1. 結構體的第?個成員對齊到和結構體變量起始位置偏移量為0的地址處

????????2. 其他成員變量的首地址與結構體首地址的偏移量要為 該成員對齊數的整數倍

? ? ? ? ? ? ? ? 對齊數 = 編譯器默認的?個對齊數 與 該成員變量大小的較小值

????????????????VS 中默認的值為 8 ，?Linux中 gcc 沒有默認對齊數，對齊數就是成員自身的大小

? ? ? ? 3、結構體總大小為最大對齊數（結構體中每個成員變量都有?個對齊數，所有對齊數中最大的）的 整數倍

? ? ? ? 4、?如果嵌套了結構體的情況，嵌套的結構體成員對齊到自己的成員中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（含嵌套結構體中成員的對齊數）的整數倍。

如果我們把讓占用空間小的成員盡量集中在?起，更節省空間，比如：

struct S1
{char c1;int i;char c2;
};
struct S2
{char c1;char c2;int i;
};

S1中結構體大小為 12字節，S2結構體大小為8，因為S2中兩個char類型的變量放在了一起（放在int類型的前后都一樣，都是8）.

我們可以使用#pragma 這個預處理指令，可以改變編譯器的默認對齊數

#include <stdio.h>
#pragma pack(1)//設置默認對?數為1
struct S
{char c1;int i;char c2;
};
int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct S));return 0;
}

這里結果為6，因為默認對齊系數改為了1，所以是1+4+1?

可以用#pragma pack()//取消設置的對齊數，還原為默認

4. 結構體傳參

結構體傳參的時候，要傳結構體的地址

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;
}

print1和print2這兩個函數中，print2函數更好，

因為函數傳參的時候，參數是需要壓棧，會有時間和空間上的系統開銷。

如果傳遞?個結構體對象的時候，結構體過大，參數壓棧的的系統開銷比較大，所以會導致性能的下降。?

5. 結構體實現位段

位段的聲明和結構是類似的，有兩個不同：

1. 位段的成員必須是 int、unsigned int 或signed int 或者是 char 等類型，在C99中位段成員的類型也可以選擇其他類型。（一般就是int家族）

2. 位段的成員名后邊有?個冒號和?個數字。

例如：

struct A
{int _a:2;int _b:5;int _c:10;int _d:30;
};

?這里位段A所占內存大小為8字節

位段的空間上是按照需要以4個字節（ int ）或者1個字節（ char ）的方式來開辟的

位段涉及很多不確定因素，位段是不跨平臺的，注重可移植的程序應該避免使用位段

跟結構體相比，位段可以達到同樣的效果，并且可以很好的節省空間，但是有跨平臺的問題存在：

????????1. int 位段被當成有符號數還是無符號數是不確定的。

???????? 2. 位段中最大位的數目不能確定。（16位機器最大16，32位機器最大32，寫成27，在16位機器會出問題。

????????3. 位段中的成員在內存中從左向右分配，還是從右向左分配，標準尚未定義。

???????? 4. 當?個結構包含兩個位段，第?個位段成員比較大，無法容納于第?個位段剩余的位時，是舍棄剩余的位還是利用，這是不確定的。

位段的幾個成員共有同?個字節，這樣有些成員的起始位置并不是某個字節的起始位置，那么這些位 置處是沒有地址的。

內存中每個字節分配?個地址，?個字節內部的bit位是沒有地址的。

所以不能對位段的成員使用&操作符，這樣就不能使用scanf直接給位段的成員輸入值，只能是先輸入放在?個變量中，然后賦值給位段的成員。

例如：

struct A
{int _a : 2;int _b : 5;int _c : 10;int _d : 30;
};
int main()
{struct A sa = {0};scanf("%d", &sa._b);//這是錯誤的//正確的?范int b = 0;scanf("%d", &b);sa._b = b;return 0;
}

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