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前言
在c语言中,除了内置的许多数据类型,c语言还为我们提供了自定义的数据类型,其中就包括结构体这一数据类型。
今天就让我们来学习一下与结构体相关的知识吧!
什么是结构体
首先我们要知道,什么是结构体?
在现实生活中,每一个事物都是复杂的,拥有许多的属性,为了表示这些属性,我们不可能用单一的数据类型来表示。
例如:一只猫具有的属性有:年龄、体重、免费精选名字大全、品种等等。
为了描述这只猫的属性,我们可以用整型变量来记录年龄、用浮点型变量来记录体重,用字符数组来记录免费精选名字大全和体重等等。
但是,这就需要我们创建多个变量来表示这只猫。就以上面的栗子来说,如果我们只需要表示一只猫的属性,就需要创建四次变量,这倒也可以接收,但如果我们要表示100只猫呢?我们就不可能每一只猫都单独的创建四次变量了吧?
我们可以知道,每一次猫的属性基本上都是相同的,无外乎年龄、体重、免费精选名字大全、品种等等,那么我们可不可把这些属性抽象出来呢?答案是肯定的,这就是我们的结构体!
结构体类型的声明
结构体声明的格式如下:
struct tag { member-list; }variable-list;
代码演示如下
struct stu { char name[20];//免费精选名字大全 int age;//年龄 char sex[5];//性别 char id[20];//学号 };//分号不能丢
结构体有时候还可以进行特殊的声明
例如,不完全声明
//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;
答案是否定的。
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。
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?
//代码1 struct node { int data; struct node next; }; //可行否?
上述代码是否可行呢?
答案也是否定的,结构体内部的成员变量不可包含结构体本身,否则就会无限套娃,死循环下去了。
当我们想要结构体里面还能有一个变量能够指向一个结构体的话,我们可以利用指针。
正确的自引用方式如下:
//代码2 struct node { int data; struct node* next; };
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。
我们可以先声明结构体类型,然后直接再后面定义结构体。
也可以先声明结构体类型,然后单独的定义结构体。
我们可以再定义结构体的同时对其进行初始化。
还可以先单独定义一个结构体,然后再单独对其初始化。
具体看下面的代码演示:
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}; struct stu //类型声明 { char name[15];//免费精选名字大全 int age; //年龄 }; struct stu s = {"zhangsan", 20};//初始化 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
结构体的使用
结构体的使用方法有两种:一是结构体直接使用成员变量,二是利用结构体指针来引用成员变量。
具体看下面的代码演示:
struct stu { double sco;//分数 int age;//年龄 char sex;//性别 };//分号不能丢 int main(){ struct stu s1; struct stu* p; p = &s1; //结构体直接访问成员变量 s1.age = 10; s1.sco = 88.8; s1.sex = 'n'; //通过结构体指针来访问 p->age = 20; p->sco = 95.5; p->sex = 'w'; return 0; }
结构体内存对齐
在我们已经掌握了结构体的基本使用之后,我们来探讨一个更加深入的问题。
如何计算结构体的大小?
struct s1 { char c1; int i; char c2; }; printf("%dn", sizeof(struct s1));
小伙伴们你们认为上述代码的结构是多少呢?
如果你简单的认为是:1+4+1 = 6,那么你就错啦!
这段代码在vs编译器的默认情况下的运行结果为:12
为什么会这样呢?
这是因为,在内存中,存在着结构体对齐!
结构体对齐规则如下:
第一个成员始终在与结构体变量偏移量为0处。其他成员变量要对齐到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 该成员变量本身大小的较小值。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。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。
提示:vs编译器默认的对齐数为8
我们回看上面那段代码,并画图分析。
注意
我们可以修改编译器的默认对齐数,我们只需要加上这样一句代码就可以
//这里的数字就是我们想要修改称为的大小 //例如这里我们就修改称为了4 #pragma pack(4)
以上就是结构体对齐的相关知识,由于这一部分内容比较难,所以小伙伴们一定要多加练习哦!
结构体传参
我们先看一段代码
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("%dn", s.num); } //结构体地址传参 void print2(struct s* ps) { printf("%dn", 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?
答案显然是printf2函数。
原因如下:
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。
因此
我们在结构体传参的时候,需要传结构体的地址。
总结
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