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C语言结构体是什么,怎样声明和使用?

时间2024-03-29 01:00:02发布访客分类其他后端知识浏览939
导读:这篇文章我们来了解C语言结构体的内容,下文将介绍C语言结构体是什么、结构体类型的声明、结构的自引用、结构体变量的定义和初始化和结构体的使用等等,对大家学习和理解C语言结构体有一定的参考价值,有需要的朋友可以了解看看。 什么是结构体 首先...

这篇文章我们来了解C语言结构体的内容,下文将介绍C语言结构体是什么、结构体类型的声明、结构的自引用、结构体变量的定义和初始化和结构体的使用等等,对大家学习和理解C语言结构体有一定的参考价值,有需要的朋友可以了解看看。

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、名字、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,用字符数组来记录名字和体重等等。

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、名字、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];
    //名字
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];
    //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

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("%d\n", 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("%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;

}
    

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

关于C语言结构体的相关内容就分享到这,希望大家阅读完这篇文章能有所收获。最后,想要了解更多C语言结构体的内容,大家可以关注其它的相关文章。

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