一、结构体

1.结构体基础

✔定义：

结构体是一个集合，里面包含许多元素，这些元素的数据类型可以相同，也可以不同。

结构体存在的意义就在于，把很多数据类型不相同的变量封装在一起，组成一个打的新的数据类型。

✔声明：

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

struct Stu
{ 
  char name[20];
  int age;
}s1,s2;//利用结构体类型创建的变量，此处s1 ,s2为全局变量

int main(){
  struct Stu s3;  //s3 为局部变量
  return 0；
}

✔匿名结构体：

struct
{
   char name[20];
   int age;
}s1;  //只能使用一次，仅在创建时使用了
int main()
{
   return 0;
}

//两个匿名结构体之间不能够相互调用
//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

✔结构体的自引用：

typedef 类型重命名/类型定义

实例：单链表的结点

//1
typedef struct Node
{
   int data;
   struct Node* next;
}Node;
struct Node n1;
Node n2;
//2
typedef struct Node
{
    int data;
    struct Node* next;
}* linklist
//3
struct Node
{
    int data;
    struct Node* next;
};
typedef struct Node* linklist; //再重命名为指针类型linklist

✔结构体定义和初始化

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 data;
  struct Stu p;
  struct Node* next; 
}n1 = {10, {"zhangsan",20}, NULL}; //结构体嵌套初始化

2.结构体内存对齐

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。

典例一：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main() {
    struct S1 
    {
        char c1;
        int i;
        char c2;
    };
    printf("%d\n", sizeof(struct S1));
    return 0;
}
//double 8 /int 4 /char 1/short 2/float 4

根据以上规则

更改以上表达式的顺序，会导致偏移量发生变化，影响结构体的大小

offsetof() 宏，返回结构体成员在结构体中偏移量 , 添加头文件#include<stddef.h>

验证如下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stddef.h>
int main() {
    struct S1 
    {
        char c1;
        int i;
        char c2;
    };
    printf("%d\n", offsetof(struct S1, c1));
    printf("%d\n", offsetof(struct S1, i));
    printf("%d\n", offsetof(struct S1, c2));
    return 0;
}

典例二：（结构体的嵌套问题）

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stddef.h>
int main() {
    struct S1
    {
        char c1;
        int i;
        char c2;
    };
    struct S2
    {
        char c1;
        struct S1 s1;
        double d;
    };
    printf("%d\n", sizeof(struct S2));
    return 0;
}

根据以上规则：

为什么存在内存对齐?

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齐。

3. 原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访
   问, 如下图,如访问未对齐的 i 的内存，需要访问两次 ，而对齐的仅需访问一次即可访问 i

struct S{

char c;
int i;

};
struct S s;

![image-20220716094256733](https://typoraloud.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/img/202207160942784.png)

> 结构体的内存对齐是拿**空间**来换取**时间**的做法。

> 设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间， 应做到： **让占用空间小的成员尽量集中在一起。**

如何修改默认对齐数？

\#pragma预处理指令

pragma pack(1)//设置默认对齐数为1

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

pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认

#### 3.结构体的传参

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;
}

> **结构体传参的时候，要传结构体的地址。**
>