C语言自定义类型解析----结构体

C语言当中有一部分类型是自定义类型，比如结构体、数组、枚举、联合，其实指针也是自定义类型，我们可以定义各种各样类型的指针，这在我之前的文章中有指针的解析。本文着重于讲解结构体类型，以及它的一个重要特征------内存对齐

一.结构体的声明

下面是一个描述学生的结构体声明：

struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
	char sex[5];
	char id[20];   //学号
};

可以用typedef来声名结构体（更加方便）：

typedef struct Stu   //这里的Stu完全可以省去，省去后更加简洁
{
	char name[20];
	int age;
	char sex[5];
}Stu;
int main()
{
	Stu student;    //这里就不用再 ：struct Stu student;
	return 0;
}

记住：
1. 末尾务必要加分号；
2.Stu为结构体类型名称，而不是结构体变量名；
3.Stu可以省略，同时声明时就定义的结构体叫匿名结构体；但是不建议这样做，意义不大；
4.可以在声名结构体的时候就定义一个结构体变量，但是也不建议这样做，因为结构体声名是在main函数之外，这样在这里定义的结构体变量将会是一个全局变量，我们应该尽量避免使用全局变量；

注意1：两个结构体类型即使成员一模一样，它们也是两个截然不同的结构体，例如下面代码：

#include<stdio.h>
struct 
{
	char name[20];
	int age;
	char sex[5];
}x;
struct
{
	char name[20];
	int age;
	char sex[5];
}a[10], *p;
int main()
{
	p = &x;
	return 0;
}

这里会有警告：“=”: 从“*”到“*”的类型不兼容
从而说明上面两个结构体虽然成员一模一样，但这两个结构体并不等同；

注意2：结构体的自引用
在结构体中包含一个类型为该结构本身的成员能不能行？
答案是：不可行。这样会形成死递归；
正确引用方式为引用一个结构体指针；

二.结构体变量的定义和初始化

上面其实就介绍到了结构体变量的定义了，我们要区分开来结构体类型名和结构体变量名。
下面来简单说说结构体的初始化，下面直接上一段示例代码：

typedef struct 
{
	char name[20];
	int age;
	char sex[5];
}Stu;
int main()
{
	Stu student = {"wangmazi", 10, 'man'};
	printf("%s", student.name);
	return 0;
}

结构体初始化还有其他几种方法，都大同小异，就不再一一列举了。

三.结构体内存对齐（计算结构体的大小）

一：为什么存在内存对齐：

下面呈上一些收集来的官方语言：
1.平台原因（移植原因）：不是所有的硬件平台都能任意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。

总结出结构体内存对齐的最大意义：这是拿空间来换取效率（时间）的做法；
这样做究竟值不值呢？毋庸置疑，肯定值得的；

二：如何计算结构体大小（内存对齐规则）

我们要计算一个结构体大小就是它的每个成员大小相加的总和吗？
当然不是，这里就必须要先掌握结构体内存对齐的规则：

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 ，Linux中的默认值为4）
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。
注意：（可用 #pragma pack(NUM) 语句来将默认对其数修改为NUM ）

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下面举一个计算结构体大小的例子：

#include<stdio.h>
typedef struct 
{
	double d;
	char c;
	int i;
}S1;
typedef struct
{
	char c1;
	S1 s1;    //一个结构体的对齐数为它内部的最大对齐数
	double d;
}S2;
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(S1));   //16
	printf("%d\n", sizeof(S2));   //32
	return 0;
}

注意我在其中的注释：一个结构体的对齐数为它内部的最大对齐数