C语言：结构体

1、结构体：

定义：结构是一些值的集合，这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量
结构的声明：

struct tag
{
     member-list;
     
}variable-list;
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举例：声明一个学生类型，想通过学生类型来创建学生变量(对象)
描述学生的属性：名字-电话-性别-年龄

struct Stu
{
    char name[20];//名字
    char tele[12];//电话
    char sex[10];//性别
    int age;//年龄
};
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结构体初始化：

struct Stu a={"张三","1008611","男生",20};
printf("%s %s %s %d\n",a.name,a.tele,a.sex,a.age);
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匿名结构体类型：

struct//标签可以省略
{
    int a;
    char b;
}x;//但是变量列表不能省略
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匿名结构体指针：

struct
{
    int a;
    char b;
}*pa;
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2、结构体自引用：

后面讲数据结构的链表与这相似

struct node
{
    int data;
    struct node*next;
};
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3、结构体内存对齐:

这也是一个特别热门的考点
考点如何计算？结构体对齐规则：
1、第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
2、其他变量成员要对齐到某个数字(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大小的较小值，VS编译器默认对齐数为8，gcc编译器没有默认对齐数(官方说的，但是网上有人说是4)
3、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
4、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。

为什么存在内存对齐？
大部分参考资料都是这样说的：
1.平台原因(移植原因)不是所有的硬件平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:数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。
原因在于，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。

总体来说:
结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法

那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，如何做到：让占用空间小的成员尽量集中在一起。

修改默认对齐数：
#pragma这个预处理指令，可以改变我们的默认对齐数
例如：

#include 
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
struct s1
{
    char c1;
    int i;
    char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
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offsetof函数：计算结构体偏移量

size_t offsetof(struct Name, member Name);

引用头文件#include

例如：

#include 
struct s
{
   char c;
   int a;
   double b;
};

int main()
{
   printf("%d\n",offsetof(struct s,c));
   printf("%d\n",offsetof(struct s,a));
   printf("%d\n",offsetof(struct s,b));
}
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百度笔试题：
写一个宏，计算结构体中某变量相对于首地址的偏移，并给出说明
考察：offsetof宏的实现
注：这里还没学宏，等后面学了宏再实现

4、结构体传参

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，参数压栈的系统开销比较大，所以会导致性能的下降
结论：结构体传参的时候，要传结构体的地址

例如：

struct Stu
{
    char name[20];//名字
    char tele[12];//电话
    char sex[10];//性别
    int age;//年龄
};

void print(struct Stu*ps)
{
   printf("%s %s %s %d\n",ps->name,ps->tele,ps->sex,ps->age);
}

int main()
{
   struct Stu s={0};
   print(&s);
}
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5、结构体实现位段

什么是位段？
位段的声明和结构是类似的，有两个不同
1.位段的成员必须是int unsigned int成signed int。
2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字
位段中的位是指二进制位

例如：

struct A
{
   int a:2;//指a只需要占2个比特位
   int b:5;//b只需要占5个比特位
   int c:10;//c只需要占10个比特位
   int d:30;//d只需要占30个比特位
}
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A就是一个位段类型
那位段A的大小是多少呢？

printf("%d\n",sizeof(struct A));
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位段的内存分配
1.位段的成员可以是int unsigned int signed int或者是char(属于整形家族)类型
2.位段的空间上是按照需要以4个字节(int)或者1个字节(char)的方式来开辟的
3.位段涉及很多不确定因素，位段是不跨平台的，注重可移植的程序应该避免使用位段

位段的跨平台问题
1.int位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的。
2.位段中最大位的数目不能确定。(16位机器最大16，32位机器最大32写成27,在16位机器会出问题。
3.位段中的成员在内存中从左向右分配，还是从右向左分配标准尚未定义
4.当一个结构包含两个位段，第二个位段成员比较大，无法容纳于第一个位段剩余的位时，舍弃剩余的位还是利用，这是不确定的。

总结:
跟结构相比，位段可以达到同样的效果，但是可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在

位段的应用：