C語(yǔ)言結(jié)構(gòu)體知識(shí)科普

如何定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體？

定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體的方法有很多，這里我用一種常用的方式來定義結(jié)構(gòu)體；

//定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體 結(jié)構(gòu)名稱是 student,
struct student
{
  char name[13];//char  類型 數(shù)組
  float fenshu; //float 類型 變量
  int  age;     //int   類型 變量
};

說明1：student 是一個(gè)結(jié)構(gòu)的名稱

說明2：student 這個(gè)結(jié)構(gòu)里面的內(nèi)容是結(jié)構(gòu)體的成員列表

說明3：該結(jié)構(gòu)體的成員列表由若干個(gè)成員組成，每個(gè)成員都是該結(jié)構(gòu)的一個(gè)組成部分。

說明4：每個(gè)成員必須進(jìn)行類型說明，這里有三種類型。

結(jié)構(gòu)類型變量的說明

結(jié)構(gòu)體定義并不是定義一個(gè)變量，而是定義了一種數(shù)據(jù)類型，這種類型是你定義的，它可以和語(yǔ)言本身所自有的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型一樣使用（類似 int 類型）結(jié)構(gòu)體本身并不會(huì)被作為數(shù)據(jù)而開辟內(nèi)存，真正作為數(shù)據(jù)而在內(nèi)存中存儲(chǔ)的是這種結(jié)構(gòu)體所定義的變量。

一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量占多大內(nèi)存空間呢 ?

這是由這種結(jié)構(gòu)體類型的定義決定的，可以想象為了同時(shí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)體的每一個(gè)成員，那么結(jié)構(gòu)體變量的存儲(chǔ)大小，就應(yīng)該是所有分量的存儲(chǔ)空間的總合。

//定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體 結(jié)構(gòu)名稱是 student,
struct student
{
  char name[13];//char  類型 數(shù)組 13個(gè)字節(jié)
  float fenshu; //float 類型 變量 4個(gè)字節(jié)
  int  age;     //int   類型 變量 4個(gè)字節(jié)
};

字節(jié)總和 是 13 + 4 + 4 = 21個(gè)字節(jié)嗎？

測(cè)試：

測(cè)試結(jié)果：

是代碼有問題嗎？還是理解有問題呢？

引入一個(gè)宏定義

offsetof(type, member-designator)

這是一個(gè)宏定義包含在里，它的作用是用來計(jì)算一個(gè)結(jié)構(gòu)成員相對(duì)于結(jié)構(gòu)開頭的字節(jié)偏移量。

int main()
{
  printf("student 結(jié)構(gòu)所占的內(nèi)存大小   = %2d  字節(jié)\\r\\n",sizeof(student));


  printf("student 結(jié)構(gòu)中的 name 偏移   = %2d  字節(jié)\\r\\n",offsetof(struct student, name));
  printf("student 結(jié)構(gòu)中的 fenshu 偏移 = %2d  字節(jié)\\r\\n",offsetof(struct student, fenshu));
  printf("student 結(jié)構(gòu)中的 age 偏移    = %2d  字節(jié)\\r\\n",offsetof(struct student, age));


  return(0);
}
//右滑查看所有代碼

測(cè)試結(jié)果：

為什么分?jǐn)?shù)的偏移是16而不是13？

字節(jié)對(duì)齊的概念

我們知道結(jié)構(gòu)體是一種構(gòu)造數(shù)據(jù)類型，里面可以有不同數(shù)據(jù)類型的成員。在這些成員中，不同的數(shù)據(jù)類型所占的內(nèi)存空間是不同的。那么系統(tǒng)是怎么給結(jié)構(gòu)體變量的成員分配內(nèi)存的呢？或者說這些成員在內(nèi)存中是如何存儲(chǔ)的呢？通過上面這個(gè)例子我們知道肯定不是順序存儲(chǔ)的。那么到底是怎么存儲(chǔ)的呢？就是按字節(jié)對(duì)齊的方式存儲(chǔ)的！也就是以結(jié)構(gòu)體成員中占內(nèi)存最多的數(shù)據(jù)類型所占的字節(jié)數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，所有的成員在分配內(nèi)存時(shí)都要與這個(gè)長(zhǎng)度對(duì)齊。

舉一個(gè)例子：我們以上面這個(gè)程序?yàn)槔Y(jié)構(gòu)體變量 student的成員中占內(nèi)存最多的數(shù)據(jù)類型是 int 型，跟float一樣，其占 4 字節(jié)的內(nèi)存空間，那么所有成員在分配內(nèi)存時(shí)都要與 4 字節(jié)的長(zhǎng)度對(duì)齊。也就是說，雖然 char 只占 1 字節(jié)，但是為了與 4 字節(jié)的長(zhǎng)度對(duì)齊，它會(huì)占用

4個(gè)字節(jié)+

4個(gè)字節(jié)+

4個(gè)字節(jié)+

1個(gè)字節(jié)+補(bǔ)3個(gè)字節(jié) 總共 = 16個(gè)字節(jié)

有關(guān)字節(jié)對(duì)其的詳細(xì)分析，下次再聊，今天就來說一下如何讓其按照我們想的單個(gè)字節(jié)對(duì)其

單個(gè)字節(jié)對(duì)其

我們可以使用偽指令#pragma pack(n)（n為字節(jié)對(duì)齊數(shù)）使得結(jié)構(gòu)間一字節(jié)對(duì)齊

使用方法：

再次測(cè)試：

好了時(shí)間有限，今天就寫到這，下周我們?cè)倭慕Y(jié)構(gòu)體的多種定義和使用方法。