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前言
✅作者简介：大家好，我是橘橙黄又青，一个想要与大家共同进步的男人😉😉
🍎个人主页：橘橙黄又青_C语言,函数,指针-CSDN博客
目的：学习结构体基础内容，联合体的内容和与结构体的区别，枚举类型的理解。
1. 结构体类型的声明
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.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);return 0;
}也可以按照指定循序初始化
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);1.2 结构的特殊声明
在声明结构的时候，可以不完全的声明看：
//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（字节）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;
};这个到后面数据结构会细讲。、
1.4typedef 对匿名结构体类型重命名
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，看看
下⾯的代码，可⾏吗？
typedef struct
{int data;Node* next;
}Node; 答案是不⾏的，因为Node是对前⾯的匿名结构体类型的重命名产⽣的， 但是在匿名结构体内部提前使⽤Node类型来创建成员变量 ，这是不⾏的。
解决⽅案如下：定义结构体不要使⽤匿名结构体了
typedef struct Node
{int data;struct Node* next;
}Node;2. 结构体内存对⻬
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。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。
扩展：
- 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
接下来用4个例子说明：
案例1：
struct S1
{char c1;int i;char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));//12分析：
案例2：
struct S2
{char c1;char c2;int i;
};printf("%d\n", sizeof(struct S2));//8分析：
案例3：
struct S3
{double d;char c;int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3));//32分析：
案例4：
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));分析：
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。
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，案例：
#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()
{printf("%d\n", sizeof(struct S));return 0;
}这样就可以修改默认的对齐数了。
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//第1种
void print1(struct S s)
{printf("%d\n", s.num);
}//第2种
//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：
也就是说：如果结构体过⼤，开辟空间大，不利于计算机的结束效率。
结构体传参的时候，要传结构体的地址。
4. 结构体实现位段
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（bit位个数） 。
⽐如：
struct A
{int _a:2;int _b:5;int _c:10;int _d:30;
}; A就是⼀个位段类型。
那位段A所占内存的⼤⼩是多少？
printf("%d\n", sizeof(struct A));
这是为什么呢？接下来我们来学习位段的内存分配。
4.2 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。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。
举一个例子，位段是如何开辟空间的呢：
struct S
{char a:3;char b:4;char c:5;char d:4;
};struct S s = {0};s.a = 10;s.b = 12;s.c = 3;s.d = 4;分析：
总结：vs从左向右使用，遵循结构体对齐数原则，如果剩余的空间不够就浪费一定空间，开辟新空间。
4.3 位段的跨平台问题
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。
总结：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。
4.4位段使⽤的注意事项
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。
如下：
struct A
{int _a : 2;int _b : 5;int _c : 10;int _d : 30;
};
int main()
{struct A sa = {0};scanf("%d", &sa._b);//这是错误的//正确的⽰范int b = 0;scanf("%d", &b);sa._b = b;return 0;
}结构体的学习就到这里了，都看到这里了，点一个赞吧，谢谢。
