【C/C++】结构体&内存对齐

 

本章重点

简介

结构体的声明

结构的自引用

typedef注意事项

一种特殊的声明

结构体变量的定义和初始化

匿名结构体定义变量与初始化

计算结构体大小&结构体内存对齐

修改默认对齐数

结构体传参

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简介

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结构体的声明

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struct tag
{
	member - list;//成员
};

例如，用结构来描述一个学生：

struct student
{
	char name[20];//名字
	int age;//年龄
	char sex[5];//性别
	char id[20];//学号
};//分号不能丢！！！

注意：此时我们所做的事是在申明一个结构体类型！此时的struct student为一种类型，就如同我们常见的int,char,double... 

结构的自引用

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在结构中包含一个类型为该结构本身的成员是否可以呢？

我们将结构中包含一个类型为该结构本身的成员的行为叫作结构的自引用。

那么下面这种写法，是否正确呢？

这种样式在学习数据结构的链表时，我们经常会看到它的身影。 

typedef注意事项

有时候当我们觉得结构体类型名字太长，试图简化的时候，我们可以用typedef来对结构体类型重

定义。例如：

·typedef struct student
{
	char name[20];
	int age;
	char sex[5];
	char id[20];
}stu;              //将struct student类型重定义为stu

 那我们就想着，在结构体自引用时，能否偷这个懒呢？

比如：

typedef struct Node
{
	int data;
	Node* next;
}Node;

答案是，这种写法是错误的！

当我们语句执行到最后一个分号时，这个typedef的动作才会结束。也就是最后一个分号走完

我们才将struct Node类型重定义为Node。所以在此之前编译器是不认识Node这个类型的！

正确的做法：

typedef struct Node
{
	int data;
	struct Node* next;
}Node;

一种特殊的声明

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在声明结构的时候，可以不完全的声明。

我们称之为匿名结构体类型

结构体变量的定义和初始化

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有了结构体类型，那我们就可以来定义一个结构体变量了。

例如现在使用struct student类型来定义几个学生变量：

struct student
{
	char name[20];
	int age;
	char sex[5];
	char id[20];
}s1,s2;           //声明类型的同时定义结构体变量
 
//定义结构体变量
struct student s3;
struct student s4;
int main()
{
	return 0;
}

编译器直接告诉我们不认识这个东西。

正确的做法其实是这样：

struct
{
	int data;
}n1,n2={20};

我们必须在声明匿名结构体类型时就定义变量。否则出了这个村就没这个店了。所以它就相当于一

次性产品，不过，匿名结构体看似鸡肋，但有时候也会很有用。

而且，匿名结构体类型更加做不到自引用了！

计算结构体大小&结构体内存对齐

学习之前我们不妨猜一猜这个结构体的大小是多少：

struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};

以我们目前的印象，S1的大小这样算：1+4+1=6

那我们运行一下看结果对不对呢？

#include
struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	return 0;
}

结果与我们所想相差甚远。

再来看一组：

struct S2
{
	char c1;
	char c2;
	int i;
};
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));
	return 0;
}

 结果如下：

有点诡异，我们仅仅是改变了变量的位置两个结构体的大小就改变了。

那我们究竟该如何计算结构体的大小呢？

首先得掌握结构体的 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. 其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。

这里有两个点需要说明：

偏移量： 偏移量就是程序的 逻辑地址 与段首的差值。

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中默认的值为8

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。