c语言结构体传值和传址,【C】一篇文章搞懂C语言的自定义类型之结构体的从入门到入坟...

自定义类型

自定义类型一共只有三种：

1.结构体类型

2.枚举类型

3.联合类型

结构体类型

c语言中已经有了float、int、double等数据类型存放某一个数据，有了数组来存放一堆相同类型的数据，如果想存储一堆不同类型的数据就需要使用到结构体类型

一、结构体类型的声明

1.非匿名结构体的声明

非匿名结构体声明模板：

struct 结构体名字{

数据成员;

}变量名;//这里的定义变量可以省略

例子：

struct Student{

char name[20];//姓名

int age;//年龄

char sex[5];//性别

char id[10];//学号

};//分号不能省略 很重要

struct Dog{

char name[20];

double weight;

}dog;//声明结构体的同时定义了一个名字为dog的结构体类型变量

2.匿名结构体的声明

定义结构体时，省略了结构体名字

匿名结构体声明模板：

struct {

int a;

char b;

double c;

}x;

struct {

int a;

char b;

double c;

}*p;

想一想：如果p指向了x，这种操作合法吗？

p = &x;

这种操作不合法，原因是编译器会将这两个声明当成两个完全不同的结构体类型，所以是非法的。

二、结构体的自引用

例子：

//错误例子1：

struct Node{

int data;

struct Node nextNode;

};

//错误例子2：

struct Node{

int data;

Node nextNode;

}x;

//正确例子：

struct Node{

int data;

struct Node* nextNode;//用于存放其他结构体变量的地址

};

三、结构体变量的定义与初始化

结构体变量的定义：

struct Point{

int x;

int y;

}p1;//定义结构体变量p1

struct Point p2;//定义结构体变量p2

结构体变量的初始化

int x = 10,y = 10;

p1 = {x,y};//初始化p1

p2 = {20,20};//初始化p2

struct Node{

int data;

struct Node* nextNode;

}p3 = {10,NULL};//定义并初始化p3

四、结构体传参

结构体传参有两个选择：

1.传值

2.传址

1.结构体传值

形参是结构体变量时，该形参仅仅只是实参的拷贝，对形参的操作并不会影响到实参

struct Point{

int x;

int y;

};

void initial(struct Point n){

int x = 10;

int y = 10;

n = { x, y };

}

int main(){

struct Point p = { 15, 15 };

initial(p);

printf("%d %dn", p.x, p.y);//15 15

return 0;

}

2.结构体传址

形参是结构体指针变量时，将实参结构体变量的地址传入函数中，操作指针间接对实参进行修改

struct Point{

int x;

int y;

};

void initial(struct Point* n){

int x = 10;

int y = 10;

*n = { x, y };

}

int main(){

struct Point p = { 15, 15 };

initial(&p);

printf("%d %dn", p.x, p.y);//10 10

return 0;

}

五、内存对齐(计算结构体大小)

1.对齐规则

想一想：结构体变量所占内存大小只是其变量所占内存大小的简单累加吗？

答案：并不是的。

看这段代码运行结果：

struct S1

{

char c1;

int i;

char c2;

};

int main(){

struct S1 s = {'a',2,'a'};

printf("%dn", sizeof(s));

return 0;

}

运行结果：12

s的内存图：

由此可见，1 + 1+ 4 ≠ 12

其实结构体所占内存的大小遵循内存对齐规则

内存对齐规则：

1.对齐数字：结构体中所占内存最大的成员变量 和 编译器默认的对齐数字 中 较小值。(说明：如果结构体有两个char和一个int，

2.编译器默认的对齐数字是8字节,则对齐数字就是较小的int所占的字节数4)

3.每一个成员变量的起始地址必须是对齐数字的整数倍

4.结构体总大小为最大对齐数的整数倍

5.如果结构体的成员变量有结构体变量，这种情况下，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(包含嵌套结构体的对齐数)的整数倍

为什么存在内存对齐？

原因：

1.平台原因(移植原因)：不是所有的硬盘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：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。

内存未对齐图解

内存对齐图解

总的来说：结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。

2.设计结构体

那么在设计结构体时，我们既要满足对齐，又要节省空间，如何做到？

答案：尽量让占用空间小的成员集中在一起

struct S1

{

char c1;

int i;

char c2;

};

struct S2

{

char c1;

char c2;

int i;

};

上述两段代码哪一个占用空间最小？

S1占12字节；S2占8字节

内存图解

3.修改默认对齐数

#pragma pack(2)//设置对齐数为2

struct S1//一共占8个字节

{

char c1;//占1字节+空1字节

int i;//4字节

char c2;//占1字节+空1字节

};

struct S2//一共占6个字节

{

char c1;//占1字节

char c2;//占1字节

int i;//占4字节

};

#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认

六、位段

位段的特性：

1.位段的成员必须是int、unsigned int、signed int、char

2.位段的成员名后面有一个冒号和一个数字

3.位段的空间是按照需要以4个字节(int)或者1个字节(char)的方式来开辟的

4.位段是不跨平台的，可移植的程序尽量少使用位段

5.当一个结构体中第一个位段的剩余空间无法容纳下第二个位段时，需要重新开辟一个sizeof(type)大小的空间来容纳第二个位段，这里的type是第二个位段的数据类型

struct A {

int _a : 2;

int _b : 5;

int _c : 10;

int _d : 30;

};

int main(){

struct A a;

a._a = 1;

a._b = 1;

a._c = 1;

a._d = 1;

printf("%dn", sizeof(struct A));//8个字节

return 0;

}

内存图解

位段优点：与结构体相比，位段可以最大化利用内存空间，根据成员数据大小范围，估计数据位数，更好的节省空间。