目錄

一、是什么

二、三種結構體宣告

①普通的宣告

②自參考

③特殊的宣告——匿名的結構體

三、三種初始化方法

四、三種解參考方法

五、結構體記憶體對齊（重點）

六、記憶體對齊的意義

七、修改默認對齊值

八、獲取偏移值

九、結構體傳參

一、是什么

結構體是一種自定義型別，用來存放多種型別的資料，使我們得以輕松描述諸如人、書本這些較為復雜的物件，

二、三種結構體宣告

①普通的宣告

struct book
{
	int date;
	float price;
	char name[10];
	char*ps;
	struct content c;
}book1;

typedef struct book
{
	int date;
	float price;
	char name[10];
	char*ps;
	struct content c;
}book;

1.struct+后面的tab（標簽）組成我們創建的變數名，里面可以放入任何型別的變數，甚至是指標和另一個結構體，圖一中book1是我們在定義時順手定義的一個型別為struct book的變數

2.圖二我們將struct book這個型別名重命名為book，這里并沒有定義一個變數，注意區分，

②自參考

struct book
{
	int date;
	struct book b;
}book1;

但注意結構體不能“呼叫”自己 ，如上面的例子，我們可以類比遞回函式的形式，圖中無疑是一個“死回圈”，根本無法計算他的大小，當然編譯器的語法也不通過，要想實作結構體的自參考，我們可以傳入一個指標，實作鏈表一個指向下一個的效果，如下圖：

struct Node
{
	int data;
	struct Node*pn;
};

③特殊的宣告——匿名的結構體

有時候在使用結構體的時候我們直接省去了tag，如下圖，在一定程度上簡化了我們的代碼

struct content
{
	char name[10];
	char id[20];
	int age;
	struct
	{
		int arr[10];
	};

}s1,s2,s3;

雖然匿名結構體沒有名字，但編譯器也是堅決把他們看成兩個不同的型別，如下圖，雖然*px指向的型別看似和x一樣，但編譯器堅決認為兩者是不同的，所以px=&x是錯誤的書寫，

struct
{
	int price;
}x;

struct
{
	int price;
}y,*px;

三、三種初始化方法

//宣告結構體
struct content
{
	int page;
	char* character;
};

typedef struct book
{
	float price;
	char name[20];
	struct content c;
}b;

typedef struct book1
{
	float price;
	char* name;
	struct content c;
}b1;

int main()
{
	//方法一：定義時賦值
	b book1 = { 10.0, "c++", {100,"bit"} };
    //方法二：先定義后賦值
	b1 book2 = {0};
	book2.price = 10.0;
	book2.name = "c++";
	book2.c.page = 100;
	book2.c.character = "bit";
	//定義時亂序賦值
	b1 book3 = {
		.name = "c++",
		.c.page = 100,
		.c.character = "bit",
		.price = 10.0
	};
}

值得注意的是我們不能用陣列來接收例如“c++”，因為常量字串實際傳入的是首元素的地址，所以我們用指標接收，

四、三種解參考方法

struct book
{
	int price;
	char name[10];
};

int main()
{
	struct book b = { 10, "hello" };
	struct book*ps = &b;
	//方法一：->
	printf("%d\n",ps->price);
	//方法二：.
	printf("%d\n",b.price);
	//方法三:本質等同方法二
	printf("%d\n",(*ps).price);
	return 0;
}

五、結構體記憶體對齊（重點）

1.第一個成員在結構體變數偏移量為0的地址處，
2. 其他成員變數要對齊到某個數字（對齊數）的整數倍的地址處，
對齊數 = 編譯器默認的一個對齊數 與 該成員大小的較小值，
VS中默認的值為8
Linux中的默認值為4

gcc下沒有默認值
3. 結構體總大小為最大對齊數（每個成員變數都有一個對齊數）的整數倍，
4. 如果嵌套了結構體的情況，嵌套的結構體對齊到自己的最大對齊數的整數倍處，結構體的 整體大小就是所有最大對齊數（含嵌套結構體的對齊數）的整數倍，

以下面的例子分析規則一二三，(結果分別為8,12)

struct s1
{
	char a;
	char b;
	int c;

};
struct s2
{
	char a;
	int b;
	char c;

};
int main()
{
	struct s1 s1 = { 0 };
	struct s2 s2 = { 0 };
	printf("%d\n",sizeof(s1));
	printf("%d",sizeof(s2));
}

先來分析s2吧

①a作為第一個成員，創建在結構體偏移量為0的地址，即結構體的起始地址，占用記憶體一位元組，

②b作為第二個成員要考慮偏移量的問題，b的型別int 的大小4<8,所以對齊數為4，對齊在最后未被利用的空間里找一塊地址，其偏移量為對齊數的整數倍，

③c作為第三個成員，c的型別為1，偏移量8當然是1的倍數啦，所以c隨即在b的后方開辟空間，但由于規則三，現在的總大小為9，并不是最大對齊數（每個成員的對齊數之間）4的倍數，所以又在后面浪費了3個位元組使得總位元組為12，

同樣的道理分析s1，我們發現是s1的大小是8位元組，同樣的內容卻占用了不同大的空間？我們由此得出以下結論：

為了減小整體所占空間，應該使占用空間小的成員集中在一起

再分析一個內嵌結構體的例子吧！

struct s1
{
	char a;
	char b;
	int  c;
	
};

struct s2
{
	char a;
	char b;
	struct s1 c;
};

int main()
{
	struct s1 s1 = { 0 };
	struct s2 s2 = { 0 };
	printf("%d\n",sizeof(s1));
	printf("%d",sizeof(s2));
}

相同的分析不再贅述，分析一下內嵌結構體，內嵌結構體的最大對齊數是4，整個結構體的最大對齊數也是4，由此我們畫出以下的記憶體示意圖，

內嵌結構體第一個成員進行記憶體對齊（對齊數為內嵌結構體內對齊數的最大值），之后的照123規則對齊，

六、記憶體對齊的意義

由于官方沒有給出明確的規定，我們來學習以下兩個比較有說服力的理由

1. 平臺原因(移植原因)： 不是所有的硬體平臺都能訪問任意地址上的任意資料的；某些硬體平臺只能在某些地址處取某些特定型別的資料，否則拋出硬體例外，

2. 性能原因： 資料結構(尤其是堆疊)應該盡可能地在自然邊界上對齊， 原因在于，為了訪問未對齊的記憶體，處理器需要作兩次記憶體訪問；而對齊的記憶體訪問僅需要一次訪問，

想必原因一通俗易懂，我們來解釋一下原因二，

我們知道我們的電腦為32/64根地址線，換算成位元組就是4/8位元組，以4個位元組進行說明，記憶體每四個位元組四個位元組進行訪問時，若結構體的記憶體對齊為四個位元組，則記憶體可以順暢的一次性訪問，若沒有對齊，為了完整訪問，需要兩次，這就降低了效率

總的來說，就是用空間來換取效率

七、修改默認對齊值

我們可以采用預處理指令pragma來修改，如以下的案例：列印結果先后為5 8，

#pragma pack(1)//將默認對齊數改為1;
struct book1
{
	char c;
	int a;
};
#pragma pack()//將默認對齊數改為默認值（8）
struct book2
{
	char c;
	int a;
};
int main()
{
	struct book1 b1 = { 0 };
	struct book2 b2 = { 0 };
	printf("%d\n",sizeof(b1));
	printf("%d\n", sizeof(b2));
	
}

八、獲取偏移值

我們可以采用宏“offsetof”實作，頭檔案為<stddef.h>，

#pragma pack(1)//將默認對齊數改為1;
struct book1
{
	char c;
	int a;
};
#pragma pack()//將默認對齊數改為默認值（8）

int main()
{
	struct book1 b1 = { 0 };
	printf("%d\n",offsetof(struct book1,c));
	printf("%d\n",offsetof(struct book1,a));
}

我們也可以用offsetof來驗證修改默認對齊值的情況，

九、結構體傳參

結構體傳參有傳址操作和傳參操作之分，但當我們在選擇時，如果需要修改結構體，必須選擇傳址操作；若不用修改，也應該盡可能選擇傳址操作，

原因一：傳址才可以改變結構體的內容，

原因二：傳參需要壓堆疊，會帶來記憶體和效率上的損耗，若結構體過大，會導致程式性能下降

若用傳址的方法，但不想結構體被改變，可以采用const修飾，

以下用一個簡單的函式分別演示傳址和傳參操作，

struct book
{
	int page;
	float price;
};

void print1(struct book b1)
{
	printf("%d\n",b1.page);
}

void print2(const struct book*ps)
{
	printf("%d\n", ps->page);
}
int main()
{
	struct book b1 = {100,15.0};
	print1(b1);
	struct book*ps = &b1;
	print2(ps);
	return 0;
}

很厲害嘛，堅持看到這里，希望對你有所幫助！