C语言入门 – 结构体 – LongGuan‘s home

一种自定义的复合数据类型

结构体的定义

typedef struct 结构体名//这是定义一个结构体类型
{
    成员类型1  成员名1;
    成员类型2  成员名2;
    ...
    成员类型n  成员名n;
} 别名; //名字可以省略，但是分号不能

一般建议给结构体的别名首字母大写,使用Typedef关键字
可以与结构体配合实现匿名函数体(不写函数体名)

// typedef 会出复杂笔试题

    // int num; // 声明变量 num 其类型为 int
    // typedef int num;  // 创建 int 类型的别名 num //这是定义一个结构体变量

    // int (*arr)[4];// 数组指针
    // typedef int (*arr)[4]; // int (*)[4] 类型别名为 arr

    // int (*func)(int , int); // 函数指针
    typedef int (*func)(int, int); // func是个类型别名特指 int (*)(int , int) 类型

    int (*p)(int a, int b) = add;

    printf("%d \n", p(100, 77));
   // 结构体类型别名
    func q = add;

    printf("%d \n", q(11, 33));

结构体初始化

按照定义的顺序依次初始化，用逗号隔开

struct dog
{
    // unsigned char color;
    char name[20];
    int age;
    int weight;
};
struct dog mydog = { //只能顺序初始化,新增结构体成员后需要重新初始化
  "name";
  23;
  24;
}

指定成员初始化

成员初始化顺序可以改变
可以只初始化一部分成员
结构体新增成员后初始化语句仍可用（可维护性强）

struct dog mydog2 = {
  .age = 3;
  . name = "旺财";
}

结构体成员的引用

结构体指针提供了一个特殊运算符 -> 等价于 (*s).

   typedef struct  //定义一个匿名,但别名为Student的结构体
{
    char name[20];
    int age;
    int score;
} Student;
//用法1---------------------
Student tom = {
        .name = "Tom",
        .age = 18,
        .score = 85};

    tom.score = 95;

    printf("%s \n", tom.name);
    printf("%d \n", tom.age);
    printf("%d \n", tom.score);
//用法2--------------------------
    Student *s1 = malloc(sizeof(Student)); //一个堆结构体
    s1->age = 22;
    strcpy(s1->name, "Jecia");
    s1->score = 62;

    printf("%s \n", s1->name);
    printf("%d \n", s1->age);
    printf("%d \n", s1->score);

结构体数组

对于一个结构体数组而言,数组的每一个空间用来存放结构体的所有成员变量,可以通过数组索引和"."的方式用来为成员变量赋值

typedef struct
{
    char *name;
    int age;
    int score;
} Student;

    Student s_arr[10] = {
        {
            .age = 17,
            .name = "小王",
            .score = 80
        }
    };
//创建一个堆空间给指针Student结构体变量s_arr2,与数组用法大致相似
   Student *s_arr2 = malloc(sizeof(Student) * 10);

    s_arr2[0].name = "hello";
    s_arr2[0].age = 18;
    s_arr2[0].score = 88;

结构体的尺寸

C语言中结构体的尺寸（sizeof(struct)）是掌握内存布局和性能优化的关键

结构体尺寸的构成

#include <stdio.h>
#include <stddef.h>

struct Example1 {
    char a;     // 1字节
    int b;      // 4字节
    short c;    // 2字节
};

int main() {
    printf("直观想法：1 + 4 + 2 = 7字节\n");
    printf("实际大小：%zu 字节\n", sizeof(struct Example1));
    printf("（通常输出12字节！）\n");
    return 0;
}

影响结构体尺寸的三大要素
- 数据对齐
  - 对于上面的结构体Example
    - 第一个char型的变量a的偏移量为0，大小为一
      - 填充三个字节，使int对齐到4字节边界
    - 第二个int型的变量b的偏移量为4，大小为4
      - 无填充，占用4字节大小
    - 第三个short类型的变量c的偏移量为8，大小为2
      - 前面的char与int致使short在内存空间中偏移8，因为short的大小为2，需要填充2字节，使之为4的倍数
  - 总计占用12字节的内存
- 填充字节
  - 填充字节不可见
- 成员顺序
  - 成员的排布顺序会影响结构体占用内存空间的大小，因为在内存空间中以四个字节为一组，未满会被编译器填充废字节

结构体的大小必须是最大对齐值的倍数

最大对齐值是结构体中占用字节数最大的变量的占用字节数

例如：若结构体中存在一个double类型的变量，那么结构体的大小必须是8的倍数

共用体(union)

几个不同的变量公用同一段内存,同一时间只能确认使用某一个类型的数据

联合体中所有成员共享一段内存
联合体中最大的数据成员的大小就是联合体的大小

大小端序
- 大端序
  - 高位存放在低字节
- 小端序
  - 低位存放在低字节

枚举(enum)

一种用于声明一组命令的常量,当一个变量有几种可能的取值时,可以将他定义为枚举类型

enum DIRECTION //枚举的名字
{
    UP,       //常量的名字
    DOWN,
    LEFT,
    RIGHT
};

可以用在switch中做为判断条件

    // int direction = 0; // 0上 1下 2左 3右

    enum DIRECTION d = RIGHT;

    switch (d)
    {
    case UP:
        printf("向上 \n");
        break;
    case DOWN:
        printf("向下 \n");
        break;
    case LEFT:
        printf("向左 \n");
        break;
    case RIGHT:
        printf("向右 \n");
        break;
    default:
        break;
    }

如果枚举内的变量没有赋值,默认从0开始,然后往后递增.

外界访问枚举类型的数据成员可以直接访问