C语言进阶版第16课—自定义类型：结构体

news2024/10/6 1:26:16

文章目录

1. 结构体类型的声明和初始化
2. 结构体自引用
3. 结构体内存对齐
- 3.1 结构体内存对齐规则
- 3.2 修改默认对齐数
4. 结构体传参
4. 结构体实现位段
5. 位段使用的注意事项

1. 结构体类型的声明和初始化

结构体在使用之前都要对其类型进行声明，关键字是struct，就像我们经常使用printf函数一样，包含stdio.h头文件也是告诉编译器，我们要使用该头文件里面的函数，自定义函数也是如此，需要先声明再使用
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当然也可能碰见结构体在声明结构体时，会出现不完全声明
这种就是结构体的匿名声明

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2. 结构体自引用

结构体里能否放入一个同类型的结构体呢？
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那么如何实现结构体自引用呢？

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3. 结构体内存对齐

3.1 结构体内存对齐规则

我们先看一段代码
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原因呢，与结构体内存对齐有关

结构体内存对齐规则
结构体的第一个成员对齐到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处
其他成员变量要对齐到对齐数的整数倍地址处
对齐数 = 编译器默认的一个对齐数和该成员变量自身大小的较小值

VS 中对齐数是 8
Linux中 gcc 没有默认对齐数，对齐数是成员本身大小

结构体总大小为最大对齐数（包括第一个成员的对齐数，所有成员中最大的对齐数）的整数倍

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结构体嵌套内存对齐的规则
如果结构体发生嵌套使用，那么嵌套的结构体成员对齐到自己的成员中最大对齐数的整数倍处，结构体的总大小就是最大对齐数（含嵌套结构体）的整数倍

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通过以上例子我们可以看出，结构体在存储时会浪费一部分内存
为了避免浪费过多的内存，尽量让占用内存空间小的成员集中在一起

//内存浪费过多
struct S2
{
	char c1;
	int n;
	char c2;
};
//内存浪费过少
struct S1
{
	char c1;
	char c2;
	int n;
};

3.2 修改默认对齐数

同时我们也可以修改默认的对齐数
# pragma 这个预处理指令，可修改编译器的默认对齐数

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4. 结构体传参

结构体传参有两种形式，一种是结构体变量传参，一种是结构体变量地址传参

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结构体变量在传参时，形参会创建一个跟实参大小相同的结构体，对于占据较大内存空间的结构体来说有点浪费空间，而结构体变量地址传参时，它最多接收4/8个字节，因此大大缩小了占用内存
结构体传参尽量使用传址的形式

4. 结构体实现位段

位段的定义
位段的成员是int、unsigned int、signed int或char等类型
位段成员名后边有一个冒号和一个数字

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那么位段成员冒号后面的数字是什么意思呢？
数字表示该变量占多少个bit位

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对比以上可知，位段在使用时比结构体节省空间，尽管位段在使用时可以大大节省空间，但由于它存在跨平台的问题，不同的平台位段的大小不确定，位段成员的内存分配是从右开始还是从左开始未定义，内存是否存在舍弃存储的现象等等，因此使用时需特别注意

5. 位段使用的注意事项

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