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目前在不断更新《c语言自学教程》
未来会讲到《数据结构算法》，《C++语言》，《Linux系统编程》，《Linux网络编程》,《MySQL数据库》等。
期待系统学习编程的小伙伴可以关注我，不错过！

1. 结构体

1.1 结构的基础知识

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。

1.2 结构体类型的声明

struct tag
{
	member-list;
}variable-list;
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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
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1.3 特殊的声明

在声明结构的时候，可以不完全的声明。比如：

//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;
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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。

1.4 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？

struct Node
{
	int data;
	struct Node next;
};
//可行否？
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如果可以，那sizeof(struct Node)是多少？ struct Node包含无穷个struct Node next，包含无穷个int类型，struct Node无穷大。不合适，不可行。

正确的自引用方式：

struct Node
{
	int data;
	struct Node* next;
};
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注意：

typedef struct
{
	int data;
	Node* next;
}Node;
//这样写代码，可行否？
//不行，是先执行｛｝中的内容再重命名的，那么在Node* next语句找不到Node。

//解决方案：
typedef struct Node
{
	int data;
	struct Node* next;
}Node;
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1.5 结构体变量的定义和初始化

有了结构体类型，那如何定义变量，其实很简单。

//例一
struct Point
{
	int x;
	int y;
}p1; //声明类型的同时定义变量p1
struct Point p2; //定义结构体变量p2
//初始化：定义变量的同时赋初值。
struct Point p3 = {x, y};

//例二
struct Stu //类型声明
{
	char name[15];//名字
	int age; //年龄
};
struct Stu s = {"zhangsan", 20};//初始化

//例三
struct Node
{
	int data;
	struct Point p;
	struct Node* next;
}n1 = {10, {4,5}, NULL}; //结构体嵌套初始化
struct Node n2 = {20, {5, 6}, NULL};//结构体嵌套初始化
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1.6 结构体内存对齐

我们已经掌握了结构体的基本使用了。现在我们深入讨论一个问题：计算结构体的大小。这也是一个特别热门的考点：结构体内存对齐

//练习1
struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
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答案：一开始会以为struct S1的大小是6字节，但实际上是12字节。解析：部分计算规则： 1.第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。（偏移量可用offsetof函数计算） 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。请添加图片描述

请添加图片描述大小为8+1=9，但是9不是4的整数倍，所以根据第三点规则，总大小为12.

//练习2
struct S2
{
	char c1;
	char c2;
	int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2));

//练习3
struct S3
{
	double d;
	char c;
	int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
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答案： 8 16

//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));
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答案：32 解析：规则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。 s3的最大对齐数是8，struct s3从8开始放请添加图片描述

考点如何计算？结构体的对齐规则总结：

第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
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。

为什么存在内存对齐? 大部分的参考资料都是如是说的：

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。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。

在这里插入图片描述

总体来说：

结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。

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

//例如：
struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
struct S2
{
	char c1;
	char c2;
	int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));//12
printf("%d\n", sizeof(struct S2));//8
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S1和S2类型的成员一模一样，但是S1和S2所占空间的大小有了一些区别。

1.7 修改默认对齐数

这里我们使用#pragma 这个预处理指令，可以改变我们的默认对齐数。

#include <stdio.h>
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
#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
int main()
{
//输出的结果是什么？
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));//12
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));//6
	return 0;
}
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结论：结构在对齐方式不合适的时候，我么可以自己更改默认对齐数。

1.8 结构体传参

直接上代码：

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;
}
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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：结构体传参的时候，要传结构体的地址。

c语言自学教程——自定义类型：结构体