C语言结构体用法很多,坑也很多

C语言可谓是编程界的传奇语言,历经几十年,依然排名前列。

本文主要说的是C语言中的结构体,结构体是C语言中重要的一部分内容,也是C语言中常用的一种数据结构。

一、关于结构体

在C语言中,结构体(struct)指的是一种数据结构,是C语言中复合数据类型(aggregate data type)的一类。

结构体可以被声明为变量、指针或数组等,用以实现较复杂的数据结构。结构体同时也是一些元素的集合,这些元素称为结构体的成员(member),且这些成员可以为不同的类型,成员一般用名字访问。

结构体的定义如下所示:

struct tag { member-list } variable-list;  

其中:

  • struct为结构体关键字;
  • tag为结构体的标志;
  • member-list为结构体成员列表,其必须列出其所有成员;
  • variable-list为此结构体声明的变量。

在一般情况下:tag、member-list、variable-list这3部分至少要出现2个。

二、结构体常规定义

不同的定义,应用在不同场景,所以,我们编程时需要结合实际情况来定义结构体。

方法1:

定义结构体stu,此时结构体相当于一个类型,比如int,如需使用此结构体,方法同int.

struct stu 
{ 
    char  aa; 
    short bb; 
    int   cc; 
}; 
 
struct stu stu1, stu2; 

方法2:

定义结构体stu同时定义需要使用的结构体变量stu1, stu2。如后面再需要定义结构体变量,方法同1.

struct stu 
{ 
    char  aa; 
    short bb; 
    int   cc; 
}stu1, stu2; 
 
struct stu stu3; 

方法3:

定义结构体时,结构体名称缺省,同时定义结构体变量stu1,stu2。但后面不可再定义结构体变量。

struct 
{ 
    char  aa; 
    short bb; 
    int   cc; 
}stu1, stu2; 

提示:

这里不能像上面再定义结构体变量:(以下错误)

struct stu3;  
struct stu stu3; 

三、使用typedef定义结构体

这里先简单说下typedef。

维基百科

方法4:

使用typedef定义结构体同时,给stu结构体别名STU,后续定义可不用使用struct stu,直接使用STU即可。

typedef struct stu 
{ 
    char  aa; 
    short bb; 
    int   cc; 
}STU; 
 
STU stu1; 

你会发现,其实就是通过关键字typedef,将STU取代了struct stu。

当然,也可以这么用:

struct stu stu1; 

上面这种定义就失去了typedef的意思,所以不推荐。

方法5:

使用typedef定义结构体时,省掉结构体第一个别名stu,直接在后面加STU,使用方法同上。

typedef struct 
{ 
    char  aa; 
    short bb; 
    int   cc; 
}STU; 
 
STU stu1; 

方法6:

还有一种符合语法规则,但意义不大的定义方式。

typedef struct stu 
{ 
    char  aa; 
    short bb; 
    int   cc; 
}; 
 
struct stu stu1; 

以上这些定义方式算是语法的知识,如果还不懂,请再次复习一下。

四、结构体大小计算

结构体的大小,我相信很多人都没搞明白。实际编程中也是很多地方都在应用,比如:存储、拷贝结构体时都会牵涉到结构体大小的问题。

1. 对比两结构体大小,一样吗?

结构体1:

struct stu 
{ 
    char  aa; 
    short bb; 
    char  cc; 
}stu1; 

结构体2:

struct stu 
{ 
    char  aa; 
    char  bb; 
    short cc; 
}stu2; 

答案是不一样。程序测试得出sizeof(stu1)=6, sizeof(stu2)=4.

2. 分析不一样原因

结构体计算要遵循字节对齐原则,一般满足三个准则:

  • 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除;
  • 结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量(offset)都是成员大小的整数倍,如有需要编译器会在成员之间加上填充字节;
  • 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍,如有需要编译器会在最末一个成员之后加上填充字节;

对于上面结构体stu1来说,最大字节:2字节,顺序是 char->short->char:

对于上面结构体stu2来说,最大字节:2字节,顺序是 char->char->short:

通过上面两个表格,相信你应该明白了,改成4字节的int,原理一样。

最后,强调一下,学习编程,不能只看书,要多敲代码。

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