一文读懂C语言中的结构体

1、什么是结构体

结构体是C语言中一种重要的数据类型，该数据类型由一组称为成员（或称为域，或称为元素）的不同数据组成，其中每个成员可以具有不同的类型。结构体通常用来表示类型不同但是又有关系的若干数据。其关键字为struct。

2、结构体的声明

我们通过关键字struct对结构体进行声明，具体格式如下：

struct book
{
    
	char title[100];
	char author[100];
	char date[100];
}

我们通过上面的语句定义出了一本书的三个属性，分别是titleauthordate，且格式为char型（字符型）

注意：声明时也可以不完全声明，比如省略结构体标签。

3、结构体的引用

定义了结构体变量之后就可以在程序中对他进行引用，但是结构体变量的引用同一般变量引用不太一样，因为结构体变量中有多个不同类型变量，所以结构体变量不能整体引用，只能一个一个成员的引用。

1、只能分别单独引用他内部的成员。

//结构体变量名.成员名
book.title = "三国演义";
book.author = "罗贯中";
book.date = "2006";

2、如果结构体类型中的成员也是一个结构体类型，则要使用若干个"."，一级一级的找下去。因为只能对最低级的成员进行操作。其实结构体就是对数据的一种封装，当结构体成员也是结构体时，完全可以将结构体成员释放出来。

封装前：

struct age
{
    
	int year;
	int month;
	int day;
}

struct student
{
    
	char name[20];
	int num;
	struct age birthday;
	float score;
}

封装后：

struct student
{
    
	char name[20];
	int num;
	int year;
	int month;
	int day;
	float score;
}

3、可以引用结构体变量成员的地址，也可以引用结构体变量的地址。如&student1.num 和 &student1，前者标志student1.num这个成员在内存中的首地址，后者表示结构体变量student1在内存中的首地址。

在C语言中，结构体变量的首地址就是结构体第一个成员的首地址。所以&student1就等价于第一个成员name的首地址，而name是一个数组，数组名表示的就是数组的首地址。但是要注意的是，他们等价于他们表示的是同一个内存空间的地址，但他们的类型是不同的。

4、结构体作用

1、结构体和其他类型基础数据类型一样，例如int类型、char类型，只不过结构体可以做成你想要的数据类型，以方便日后的使用。
2、结构体指针作函数入口参数,提高程序的可扩展性。

5、结构体的大小与内存对齐

结构体的大小不是结构体元素单纯相加就行的，因为我们主流的计算机使用的都是32bit字长的CPU，对这类型的CPU取4个字节的数要比取一个字节要高效，也更方便。

所以在结构体中每个成员的首地址都是4的整数倍的话，取数据元素时就会相对更高效，这就是内存对齐的由来。

在每个特定平台上的编译器都有自己的默认“对齐系数”(也叫对齐模数)。程序员可以通过预编译命令#pragma pack(n)，n=1,2,4,8,16来改变这一系数，其中的n就是你要指定的“对齐系数”。

6、结构体对齐规则

1、数据成员对齐规则：结构(struct)(或联合(union))的数据成员，第一个数据成员放在offset为0的地方，以后每个数据成员的对齐按照#pragma pack指定的数值和这个数据成员自身长度中，比较小的那个进行。

2、结构(或联合)的整体对齐规则：在数据成员完成各自对齐之后，结构(或联合)本身也要进行对齐，对齐将按照#pragma pack指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中，比较小的那个进行。

3、结合1、2可推断：当#pragma pack的n值等于或超过所有数据成员长度的时候，这个n值的大小将不产生任何效果。

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