hello C语言结构体（下）

Posted 2023-04-06 瞳绣

目录

1.结构体的声明

1.1 结构的声明

1.2 特殊声明：匿名结构体

1.3 结构的自引用

2. 结构体的定义和初始化

3. 结构体的内存对齐

3.1 内存对齐规则

3.2 内存对齐存在的原因

3.3 修改默认对其数

4. 结构体传参

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C语言🛴

1.结构体的声明

结构体便是描述复杂事务的一种数据结构

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的类型的变量。

1.1 结构的声明

struct tag

    member-list;
variable-list;

 struct tag 共同构成结构体名，member-list 为成员列表，variable-list 表声明的结构体变量；

举个例子，描述一个学生：

struct Student

    char name[20];    //姓名
    int age;          //年龄
    char sex[5];      //性别
    char id[20];      //学号
;//注意后面的分号不能丢

1.2 特殊声明：匿名结构体

在声明结果的时候，可以不完全声明

例如：

//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;

注意：匿名结构体，在声明的时候直接定义了一个变量，这个变量只能使用一次；

上述两个匿名结构体虽然都是 struct 但是两个是不同的类型；

不能相互赋值，等，因为类型不知道。

如：

//在上面代码的基础上，下面的代码合法吗？
p = &x;

这种行为是错误的。

1.3 结构的自引用

我们结构体自引用的时候遵循以下规则：

我们在结构体引用时要使用全名引用，

如果 tpyedef 重定义则不能使用重定义之后的名字。

不能引用匿名结构体！！！

如下所示皆是正确的：

//代码1
struct Node

 int data;
 struct Node next;
;

//代码2
typedef struct Node

 int data;
 struct Node* next;
Node;

2. 结构体的定义和初始化

struct Point

     int x;
     int y;
p1; //声明类型的同时定义变量p1

//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];//名字
 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

3. 结构体的内存对齐

声明结构体的时候也会在内存中占一定的存储空间，并且符合内存对其原则

3.1 内存对齐规则

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 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。

看个例子：

struct S2

     char c1;
     char c2;
     int i;
;
printf("%d\\n", sizeof(struct S2));

变量名	所占内存数（以字节为单位）	默认对其数（windows下）	选小	起始偏移
c1	1	8	1	0
c2	1	8	1	1
i	4	8	4	4

如上所示，三个变量存储完，共占8字节，

三变量中的最大对其数为4，8为4的倍数，

因此结构体所占内存为8字节

3.2 内存对齐存在的原因

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。 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。

总的来说：

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，便可以让： 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;
;

如上，S1占9字节，S2占8字节；

S1和S2类型的成员一模一样，但S1所占空间小于S2所占空间。

3.3 修改默认对其数

我们可以使用  #pragma 这个预处理指令，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

我们可以在结构对齐方式不合适的时候，自己更改默认对齐数。

4. 结构体传参

结构体同我们普通的结构类型一样，

如int char 等等，我们可以传值也可以传地址

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;

如上所示，两个函数都可以完成打印结构体num值的操作，

但print2方法比print1方法要好

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。 直接传结构体地址便大大减小了开销

总结：

结构体传参的时候，要传结构体的地址

坚持打卡！😃

C语言-结构体笔记1

​C语言-结构体笔记1

在C中，结构体是单个名称下的变量（可以是不同类型）的集合。

如何定义结构？

在创建结构变量之前，需要定义其数据类型。 要定义结构，请使用struct关键字。

结构体语法：

struct structureName 

    dataType member1;
    dataType member2;
    ...
;

示例：

struct Person

    char name[50];
    int citNo;
    float salary;
;

创建结构变量

声明结构类型时，不会分配任何存储或内存。 要分配给定结构类型的内存并使用它，我们需要创建变量。

这是我们创建结构变量的方法：

struct Person

    char name[50];
    int citNo;
    float salary;
;

int main()

    struct Person person1, person2, p[20];
    return 0;

创建结构变量的另一种方法是：

struct Person

    char name[50];
    int citNo;
    float salary;
 person1, person2, p[20];

在这两种情况下，都会创建两个变量person1，person2和具有20个类型为struct Person类型的元素的数组变量p。

访问结构的成员

有两种类型的运算符用于访问结构的成员。

1. . - Member operator
2. -> - Structure pointer operator

假如你想访问person2的salary，可以这样做：

person2.salary

示例：计算二者距离

#include <stdio.h>
struct Distance

    int feet;
    float inch;
 dist1, dist2, sum;

int main()

    printf("1st distance\\n");
    printf("Enter feet: ");
    scanf("%d", &dist1.feet);

    printf("Enter inch: ");
    scanf("%f", &dist1.inch);
    printf("2nd distance\\n");

    printf("Enter feet: ");
    scanf("%d", &dist2.feet);

    printf("Enter inch: ");
    scanf("%f", &dist2.inch);

    // adding feet
    sum.feet = dist1.feet + dist2.feet;
    // adding inches
    sum.inch = dist1.inch + dist2.inch;

    // changing to feet if inch is greater than 12
    while (sum.inch >= 12) 
    
        ++sum.feet;
        sum.inch = sum.inch - 12;
    

    printf("Sum of distances = %d\\'-%.1f\\"", sum.feet, sum.inch);
    return 0;

输出：

1st distance
Enter feet: 12
Enter inch: 7.9
2nd distance
Enter feet: 2
Enter inch: 9.8
Sum of distances = 15'-5.7"

关键字typedef

我们使用typedef关键字为数据类型创建别名。 它通常与结构一起使用，以简化声明变量的语法。

这个代码：

struct Distance
    int feet;
    float inch;
;

int main() 
    struct Distance d1, d2;

与下面的是一样的：

typedef struct Distance
    int feet;
    float inch;
 distances;

int main() 
    distances d1, d2;

嵌套结构：

你可以在定义结构体时嵌套定义，比如说：

struct complex

 int imag;
 float real;
;

struct number

   struct complex comp;
   int integers;
 num1, num2;

假如你要将num2变量的imag值设置为11，可进行如下操作：

num2.comp.imag = 11;

为什么在C中使用结构？

假如你要存储有关一个人的信息：他/她的姓名，公民编号和薪水。 您可以创建不同的变量名来存储此信息。

如果你需要存储多个人的信息怎么办？ 现在，你需要为每个人的每个信息创建不同的变量：name1，citNo1，salary1，name2，citNo2，salary2等。

更好的方法是使用单个名称“人员”结构来收集所有相关信息，并将其用于每个人。

指向结构的指针

创建结构指针的方法：

struct name 
    member1;
    member2;
    .
    .
;

int main()

    struct name *ptr, Harry;

在这里，ptr就是指向结构体的指针

示例：使用指针访问成员

要使用指针访问结构的成员，我们使用->运算符。

#include <stdio.h>
struct person

   int age;
   float weight;
;

int main()

    struct person *personPtr, person1;
    personPtr = &person1;   

    printf("Enter age: ");
    scanf("%d", &personPtr->age);

    printf("Enter weight: ");
    scanf("%f", &personPtr->weight);

    printf("Displaying:\\n");
    printf("Age: %d\\n", personPtr->age);
    printf("weight: %f", personPtr->weight);

    return 0;

在此示例中，用personPtr =＆person1将person1的地址存储在personPtr指针中。

现在，你可以使用personPtr指针访问person1的成员。

顺便一提，

• personPtr-> age等效于（* personPtr）.age
• personPtr-> weight等于（* personPtr）.weight

结构的动态内存分配

有时，您声明的结构变量的数量可能不足。 您可能需要在运行时分配内存。 这是您可以在C中实现此目标的方法。

示例：结构的动态内存分配

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct person 
   int age;
   float weight;
   char name[30];
;

int main()

   struct person *ptr;
   int i, n;

   printf("Enter the number of persons: ");
   scanf("%d", &n);

   // allocating memory for n numbers of struct person
   ptr = (struct person*) malloc(n * sizeof(struct person));

   for(i = 0; i < n; ++i)
   
       printf("Enter first name and age respectively: ");

       // To access members of 1st struct person,
       // ptr->name and ptr->age is used

       // To access members of 2nd struct person,
       // (ptr+1)->name and (ptr+1)->age is used
       scanf("%s %d", (ptr+i)->name, &(ptr+i)->age);
   

   printf("Displaying Information:\\n");
   for(i = 0; i < n; ++i)
       printf("Name: %s\\tAge: %d\\n", (ptr+i)->name, (ptr+i)->age);

   return 0;

当你运行这个程序，输出如下：

Enter the number of persons:  2
Enter first name and age respectively:  Harry 24
Enter first name and age respectively:  Gary 32
Displaying Information:
Name: Harry	Age: 24
Name: Gary	Age: 32

在上面的示例中，创建了n个结构变量，其中用户输入了n。

为了为n个结构体分配内存，我们使用了，

ptr = (struct person*) malloc(n * sizeof(struct person));

然后，我们使用ptr指针访问person的元素。

文章来自微信公众号：内卡巴拉之树

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