1.结构体类型的声明1.1结构体1.1.1结构的声明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;//成员变量列表 }variable-list;//结构体变量列表 //举例描述一个学生结构体 struct Stu { char name[20];//名字 int age;//年龄 char sex[5];//性别 char id[20];//学号 }; //分号不能丢1.1.2结构体变量的创建和初始化#include stdio.h struct Stu { char name[20];//名字 int age;//年龄 char sex[5];//性别 char id[20];//学号 }s1,s2;//s1,s2为全局变量 struct Stu s3;//s3也为全局变量 int main() { //按照结构体成员的顺序初始化 //s为局部变量 struct Stu s { 张三, 20, 男, 20230818001 }; printf(name: %s\n, s.name); printf(age : %d\n, s.age); printf(sex : %s\n, s.sex); printf(id : %s\n, s.id); //按照指定的顺序初始化乱序初始化 struct Stu s2 { .age 18, .name lisi, .id 20230818002, .sex ⼥ }; printf(name: %s\n, s2.name); printf(age : %d\n, s2.age); printf(sex : %s\n, s2.sex); printf(id : %s\n, s2.id); return 0; }1.2结构的特殊声明在声明结构的时候可以不完全声明。#includestdio.h //匿名结构体类型 struct { int a; char b; float c; }x;//匿名结构体变量 struct { int a; char b; float c; }a[20], *p;//匿名结构体数组和匿名结构体指针 //两个结构在声明的时候省略掉了结构体标签tag比如学生标签老师标签。 //编译器会把上⾯的两个声明当成完全不同的两个类型所以是⾮法的。 //匿名的结构体类型如果没有对结构体类型重命名的话基本上只能使⽤⼀次。 int main() { p x;// warning C4133: “”: 从“*”到“*”的类型不兼容 return 0; }1.3结构体自引用在结构中包含⼀个类型为该结构本身的成员是否可以呢//错误用法 struct Node { int data; struct Node next; }; //其实是不⾏的因为⼀个结构体中再包含⼀个同类型的结构体变量这样结构体变量的⼤⼩就会⽆穷的⼤是不合理的。 //正确用法 struct Node { int data; struct Node* next;//结构体类型的指针指针大小是确定的结构体变量的大小是可计算的 };在结构体自引用使用的过程中夹杂了 typedef对匿名结构体类型重命名也容易引入问题看看下面的代码可行吗typedef struct { int data; Node* next; }Node;答案是不行的因为Node是对前面的匿名结构体类型的重命名产⽣的但是在匿名结构体内部提前使用Node类型来创建成员变量也就是说使用了还不存在的结构体类型这是不行的。那么这个问题如何解决呢//解决方案定义结构时最好不使用匿名结构体 typedef struct Node { int data; struct Node* next;//结构体自引用 }Node; //将struct Node结构体类型自定义为Node结构体类型 //也就是说struct Node a1 // Node a2; //a1a2变量的类型相同2.结构体内存对齐结构体所占内存大小涉及了结构体内存对齐主要原因是用空间换时间。下面介绍对齐规则2.1对齐规则1结构体的第⼀个成员对齐到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处2其他成员变量要对齐到某个数字对齐数,vs默认对齐数为8的整数倍的地址处。对齐数 编译器默认的⼀个对齐数 与 该成员变量大小的较小值。VS 中默认的值为8Linux中 gcc 没有默认对齐数对齐数就是成员自身的大小3结构体总大小为最大对齐数结构体中每个成员变量都有⼀个对齐数所有对齐数中最大的就是最大对齐数的整数倍。4如果嵌套了结构体的情况嵌套的结构体成员对齐到自己的成员中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中成员的对齐数的整数倍。#includestdio.h struct S1 { char c1; int i; char c2; }; struct S2 { char c1; char c2; int i; }; struct S3 { double d; char c; int i; }; //练习4-结构体嵌套问题 struct S4 { char c1; struct S3 s3; double d; }; int main() { printf(%zd\n, sizeof(struct S1));//12字节 printf(%zd\n, sizeof(struct S2));//8字节 printf(%zd\n, sizeof(struct S3));//16字节 printf(%zd\n, sizeof(struct S4));//32字节 return 0; }图2.1结构体内存分布图总体来说结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。那么设计结构体时我们既要满足内存对齐还节省空间则让占用空间小的成员尽可能集中在一起。//例如 struct S1 { char c1; int i; char c2; }; //这样更节省空间 struct S2 { char c1; char c2; int i; };图2.2内存对齐与不对齐区别2.2修改默认对齐数#pragma这个预处理指令可以改变编译器的默认对齐数一般修改为2的整数倍。注意linux中没有默认对齐数也就不需要修改默认对齐数。#includestdio.h #pragma pack(1)//设置默认对齐数为1 struct S { //默认对齐数为8时候S结构体占12字节 char c1;//1 1 1 int i;// 4 1 1 char c2;//1 1 1都对齐到1的整数倍直接连着放就行共6字节 }; #pragma pack()//取消设置的对齐数还原为默认 //下面结构体中编译器默认对齐数为8 struct S2 { //默认对齐数为8时候S结构体占8字节 char c1; char c2; int i; }; int main() { //输出的结果是什么 printf(%zd\n, sizeof(struct S)); printf(%zd\n, sizeof(struct S2)); return 0; }3.结构体传参结构体传参分为传值传参和传地址传参传值传参呢相当于对原数据进行一份拷贝传地址传参则是通过所传地址直接访问原数据。#includestdio.h struct S { int data[1000]; int n; double d; }; //结构体传值传参 void print1(struct S s) { int i 0; for (int i 0;i5;i) { printf(%d , s.data[i]); } printf(%d , s.n); printf(%lf , s.d); } //结构体传地址传参 void print2(const struct S* ps) { int i 0; for (int i 0; i 5; i) { printf(%d , ps-data[i]); } printf(%d , ps-n); printf(%lf , ps-d); } int main() { struct S s { {1,2,3,4,5},100,3.14 }; print1(s); //传值 print2(s); //传地址 return 0; }那么传地址传参和传值传参哪个更好一些呢其实传地址传参相对更好一些。函数传参时参数是需要压栈的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则会导致性能下降。所以一般情况下结构体传参要传结构体的地址。4.结构体实现位段位段的声明和结构体是类似的有两个不同位段的成员必须是int、unsigned int或signed int、char在C99中位段成员的类型也可以选择其他类型。位段的成员名后边有⼀个冒号和⼀个数字。//位段A就是一个位段类型 //位段的位是二进制位的意思也就是说该变量所占比特位数。其是用来节省内存的。 #includestdio.h struct A { int _a:2;//a变量占2比特位 int _b:5; int _c:10; int _d:30; }; int main() { printf(%zd\n,sizeof(struct A));//8字节 return 0; }/* 位段的内存分配 位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char 等类型 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。 ****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。 */ /* 申请到的内存从左向右还是从右向左使用是不确定的vs是从右向左 2剩余空间不够是浪费还是继续使用是不确定的vs中是舍弃 */ #includestdio.h //⼀个例⼦ struct S { char a : 3; char b : 4; char c : 5; char d : 4; }; int main() { struct S s { 0 }; s.a 10; s.b 12; s.c 3; s.d 4; printf(%zd\n, sizeof(struct S));//3字节 return 0; } /* 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1632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是舍弃 剩余的位还是利⽤这是不确定的。 */图4.1 位段内存分配4.1位段的应用下图是网络协议中IP数据报的格式我们可以看到其中很多的属性只需要几个bit位就能描述这里使用位段能够实现想要的效果也节省了空间这样网络传输的数据报大小也会较小⼀些对网络的畅通是有帮助的。4.2位段使用注意事项位段的几个成员共有同⼀个字节这样有些成员的起始位置并不是某个字节的起始位置那么这些位置处是没有地址的。内存中每个字节分配⼀个地址⼀个字节内部的bit位是没有地址的。 所以不能对位段的成员使用操作符这样就不能使用scanf()函数直接给位段的成员输入值只能是先输入放在⼀个变量中然后赋值给位段的成员。#includestdio.h //⼀个例⼦ struct A { int _a : 2; int _b : 5; int _c : 10; int _d : 30; }; int main() { struct A sa { 0 }; //scanf(%d, sa._b);//这是错误的 //正确的⽰范 int b 0; scanf(%d, b); sa._b b; return 0; }写到这里本文将近结束如果你有问题可以留言我会第一时间答复希望你能学到新的知识。 
长河君 · 2026/10/3 8:40:28 · 阅读 1.2k C语言--自定义类型：结构体
1.结构体类型的声明1.1结构体1.1.1结构的声明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;//成员变量列表 }variable-list;//结构体变量列表 //举例描述一个学生结构体 struct Stu { char name[20];//名字 int age;//年龄 char sex[5];//性别 char id[20];//学号 }; //分号不能丢1.1.2结构体变量的创建和初始化#include stdio.h struct Stu { char name[20];//名字 int age;//年龄 char sex[5];//性别 char id[20];//学号 }s1,s2;//s1,s2为全局变量 struct Stu s3;//s3也为全局变量 int main() { //按照结构体成员的顺序初始化 //s为局部变量 struct Stu s { 张三, 20, 男, 20230818001 }; printf(name: %s\n, s.name); printf(age : %d\n, s.age); printf(sex : %s\n, s.sex); printf(id : %s\n, s.id); //按照指定的顺序初始化乱序初始化 struct Stu s2 { .age 18, .name lisi, .id 20230818002, .sex ⼥ }; printf(name: %s\n, s2.name); printf(age : %d\n, s2.age); printf(sex : %s\n, s2.sex); printf(id : %s\n, s2.id); return 0; }1.2结构的特殊声明在声明结构的时候可以不完全声明。#includestdio.h //匿名结构体类型 struct { int a; char b; float c; }x;//匿名结构体变量 struct { int a; char b; float c; }a[20], *p;//匿名结构体数组和匿名结构体指针 //两个结构在声明的时候省略掉了结构体标签tag比如学生标签老师标签。 //编译器会把上⾯的两个声明当成完全不同的两个类型所以是⾮法的。 //匿名的结构体类型如果没有对结构体类型重命名的话基本上只能使⽤⼀次。 int main() { p x;// warning C4133: “”: 从“*”到“*”的类型不兼容 return 0; }1.3结构体自引用在结构中包含⼀个类型为该结构本身的成员是否可以呢//错误用法 struct Node { int data; struct Node next; }; //其实是不⾏的因为⼀个结构体中再包含⼀个同类型的结构体变量这样结构体变量的⼤⼩就会⽆穷的⼤是不合理的。 //正确用法 struct Node { int data; struct Node* next;//结构体类型的指针指针大小是确定的结构体变量的大小是可计算的 };在结构体自引用使用的过程中夹杂了 typedef对匿名结构体类型重命名也容易引入问题看看下面的代码可行吗typedef struct { int data; Node* next; }Node;答案是不行的因为Node是对前面的匿名结构体类型的重命名产⽣的但是在匿名结构体内部提前使用Node类型来创建成员变量也就是说使用了还不存在的结构体类型这是不行的。那么这个问题如何解决呢//解决方案定义结构时最好不使用匿名结构体 typedef struct Node { int data; struct Node* next;//结构体自引用 }Node; //将struct Node结构体类型自定义为Node结构体类型 //也就是说struct Node a1 // Node a2; //a1a2变量的类型相同2.结构体内存对齐结构体所占内存大小涉及了结构体内存对齐主要原因是用空间换时间。下面介绍对齐规则2.1对齐规则1结构体的第⼀个成员对齐到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处2其他成员变量要对齐到某个数字对齐数,vs默认对齐数为8的整数倍的地址处。对齐数 编译器默认的⼀个对齐数 与 该成员变量大小的较小值。VS 中默认的值为8Linux中 gcc 没有默认对齐数对齐数就是成员自身的大小3结构体总大小为最大对齐数结构体中每个成员变量都有⼀个对齐数所有对齐数中最大的就是最大对齐数的整数倍。4如果嵌套了结构体的情况嵌套的结构体成员对齐到自己的成员中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中成员的对齐数的整数倍。#includestdio.h struct S1 { char c1; int i; char c2; }; struct S2 { char c1; char c2; int i; }; struct S3 { double d; char c; int i; }; //练习4-结构体嵌套问题 struct S4 { char c1; struct S3 s3; double d; }; int main() { printf(%zd\n, sizeof(struct S1));//12字节 printf(%zd\n, sizeof(struct S2));//8字节 printf(%zd\n, sizeof(struct S3));//16字节 printf(%zd\n, sizeof(struct S4));//32字节 return 0; }图2.1结构体内存分布图总体来说结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。那么设计结构体时我们既要满足内存对齐还节省空间则让占用空间小的成员尽可能集中在一起。//例如 struct S1 { char c1; int i; char c2; }; //这样更节省空间 struct S2 { char c1; char c2; int i; };图2.2内存对齐与不对齐区别2.2修改默认对齐数#pragma这个预处理指令可以改变编译器的默认对齐数一般修改为2的整数倍。注意linux中没有默认对齐数也就不需要修改默认对齐数。#includestdio.h #pragma pack(1)//设置默认对齐数为1 struct S { //默认对齐数为8时候S结构体占12字节 char c1;//1 1 1 int i;// 4 1 1 char c2;//1 1 1都对齐到1的整数倍直接连着放就行共6字节 }; #pragma pack()//取消设置的对齐数还原为默认 //下面结构体中编译器默认对齐数为8 struct S2 { //默认对齐数为8时候S结构体占8字节 char c1; char c2; int i; }; int main() { //输出的结果是什么 printf(%zd\n, sizeof(struct S)); printf(%zd\n, sizeof(struct S2)); return 0; }3.结构体传参结构体传参分为传值传参和传地址传参传值传参呢相当于对原数据进行一份拷贝传地址传参则是通过所传地址直接访问原数据。#includestdio.h struct S { int data[1000]; int n; double d; }; //结构体传值传参 void print1(struct S s) { int i 0; for (int i 0;i5;i) { printf(%d , s.data[i]); } printf(%d , s.n); printf(%lf , s.d); } //结构体传地址传参 void print2(const struct S* ps) { int i 0; for (int i 0; i 5; i) { printf(%d , ps-data[i]); } printf(%d , ps-n); printf(%lf , ps-d); } int main() { struct S s { {1,2,3,4,5},100,3.14 }; print1(s); //传值 print2(s); //传地址 return 0; }那么传地址传参和传值传参哪个更好一些呢其实传地址传参相对更好一些。函数传参时参数是需要压栈的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则会导致性能下降。所以一般情况下结构体传参要传结构体的地址。4.结构体实现位段位段的声明和结构体是类似的有两个不同位段的成员必须是int、unsigned int或signed int、char在C99中位段成员的类型也可以选择其他类型。位段的成员名后边有⼀个冒号和⼀个数字。//位段A就是一个位段类型 //位段的位是二进制位的意思也就是说该变量所占比特位数。其是用来节省内存的。 #includestdio.h struct A { int _a:2;//a变量占2比特位 int _b:5; int _c:10; int _d:30; }; int main() { printf(%zd\n,sizeof(struct A));//8字节 return 0; }/* 位段的内存分配 位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char 等类型 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。 ****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。 */ /* 申请到的内存从左向右还是从右向左使用是不确定的vs是从右向左 2剩余空间不够是浪费还是继续使用是不确定的vs中是舍弃 */ #includestdio.h //⼀个例⼦ struct S { char a : 3; char b : 4; char c : 5; char d : 4; }; int main() { struct S s { 0 }; s.a 10; s.b 12; s.c 3; s.d 4; printf(%zd\n, sizeof(struct S));//3字节 return 0; } /* 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1632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是舍弃 剩余的位还是利⽤这是不确定的。 */图4.1 位段内存分配4.1位段的应用下图是网络协议中IP数据报的格式我们可以看到其中很多的属性只需要几个bit位就能描述这里使用位段能够实现想要的效果也节省了空间这样网络传输的数据报大小也会较小⼀些对网络的畅通是有帮助的。4.2位段使用注意事项位段的几个成员共有同⼀个字节这样有些成员的起始位置并不是某个字节的起始位置那么这些位置处是没有地址的。内存中每个字节分配⼀个地址⼀个字节内部的bit位是没有地址的。 所以不能对位段的成员使用操作符这样就不能使用scanf()函数直接给位段的成员输入值只能是先输入放在⼀个变量中然后赋值给位段的成员。#includestdio.h //⼀个例⼦ struct A { int _a : 2; int _b : 5; int _c : 10; int _d : 30; }; int main() { struct A sa { 0 }; //scanf(%d, sa._b);//这是错误的 //正确的⽰范 int b 0; scanf(%d, b); sa._b b; return 0; }写到这里本文将近结束如果你有问题可以留言我会第一时间答复希望你能学到新的知识。