C语言-自定义类型-结构体(11.1)

目录

思维导图:

1.结构体类型的基础知识

1.1结构体的声明

1.2特殊的声明

2.结构的自引用

3.结构体变量的定义和初始化

4.结构体内存对齐

4.1如何计算

4.2如何修改内对齐数

5.结构体传参

写在最后:


思维导图:

1.结构体类型的基础知识

什么是结构体?

结构体是一些值的集合,这些值称为成员变量,

结构体的每个成员可以是不同类型的变量。

1.1结构体的声明

结构体需要声明后才能使用。

例:

struct Stu//这就是一个结构体声明
{
	char name[10];
	int age;
};

1.2特殊的声明

例:

//匿名结构体类型
struct //声明时不写结构体名字
{
	char name[10];
	int age;
}x;//这种结构体只能使用一次

2.结构的自引用

结构体是可以自己引用自己的。

例:

typedef struct Node//typedef将struct Node重命名为Node
{
	int data;
	struct Node* next;
}Node;

int main()
{
	Node s1;
	Node s2;
	s1.next = &s2;
	return 0;
}

3.结构体变量的定义和初始化

想要使用结构体,就需要创建结构体变量。

例:

struct Stu
{
	char name[10];
	int age;
};

int main()
{
	struct Stu s1;//创建结构体变量s1
	              //这个是局部变量
	return 0;
}

结构体也可以创建全局变量:

例:

struct Stu
{
	char name[10];
	int age;
}s1, s2;//创建结构体全局变量s1和s2

int main()
{
	return 0;
}

4.结构体内存对齐

结构体的内存对齐是一个非常重要的知识点,

通过学习结构体内存对齐,我们能够计算出结构体的大小。

4.1如何计算

例:

#include <stdio.h>

struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};

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

int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));
	return 0;
}

输出:

输出:
12
8

这两个结构体的成员明明一模一样,只是换了个位置,

结构体的大小却完全不同了。

这就是结构体内对齐的结果。

结构体在内存中是这样存储的:

所以最后结构体占用了12个字节的内存空间。

同理:

 所以最后结构体占用了8个字节的空间。

练习:

#include <stdio.h>

struct S3
{
	double d;
	char c;
	int i;
};

int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct S3));
	return 0;
}

输出:

输出:16

练习2:

有关结构体嵌套的问题:

#include <stdio.h>

struct S3
{
	double d;//对齐数是8
	char c;
	int i;
};

struct S4
{
	char c1;
	struct S3 s3;//如果结构体嵌套,对齐数是嵌套的结构体的最大对齐数
	double d;                              //对于struct S3来说就是8
};

int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct S4));
	return 0;
}

输出:

输出:32

总结:

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)

注:VS环境的默认对齐数是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。

4.2如何修改内对齐数

结构在对齐方式不合适的时候,我们可以自己更改默认对齐数。

例:

#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(就是不对齐了)

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()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));
}

输出:

输出:
12
6

那为什么会有对齐数呢?

有两种说法:

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。

在访问未对齐的内存时,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。

5.结构体传参

直接上代码:

例:

#include <stdio.h>

typedef struct Stu
{
	char name[10];
	int age;
}Stu;//用typedef将结构体重命名成Stu

void print(Stu* ps)
{
	printf("%s %d", ps->name, ps->age);
}

int main()
{
	Stu s1 = { "张三",18 };//创建结构体变量并初始化(赋值)
	Stu* ps = &s1;
	print(ps);//结构体也推荐传值调用
	return 0;
}

输出:

输出;张三 18

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。

总结:

结构体传参最好传指针。

写在最后:

以上就是本篇文章的内容了,感谢你的阅读。

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