⽬录：
1. 结构体类型的声明
2. 结构体变量的创建和初始化
3. 结构成员访问操作符
4. 结构体内存对⻬
5. 结构体传参
6. 结构体实现位段
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1. 结构体类型的声明
前⾯我们在学习操作符的时候，已经学习了结构体的知识，这⾥稍微复习⼀下。
1.1 结构体回顾
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。
1.1.1 结构的声明
struct tag
{
member-list;
}variable-list;struct类型，tag名字随便起，member-list成员列表，variable-list初始化
例如描述⼀个学⽣：
struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年龄
char sex[5];//性别
char id[20];//学号
}s1,s2; //分号不能丢//全局变量
struct Stu s1;//全局变量
int main()
{
struct Stu s1;//局部变量
return 0;
{1.1.2 结构体变量的创建和初始化
int main()
{
struct Book b1 = { "鹏哥C语言","鹏哥",9.9,"pg10001" };
printf("name:%s\n", b1.name);
//使用结构体指针->成员名，打印时先取结构体的指针
struct Book* pb1 = &b1;
//再让指针指向结构成员
printf("name:%s\n", pb1->name);
struct Book b2 = { .name="鹏哥C语言",.price=18.8,.author="鹏哥",.id="pg10002"};
printf("id:%s", b2.id);
return 0;
}1.2 结构的特殊声明
在声明结构的时候，可以不完全的声明。
⽐如：
struct
{
char c;
int i;
double d;
}s = {'x',1,3.14};struct
{
char c;
int i;
double d;
}s = {'x',1,3.14};
struct
{
char c;
int i;
double d;
}*ps;
int main()
{
printf("%c %d %lf\n", s.c, s.d, s.i);//第一次使用
ps = &s;//第二次使用
return 0;
}上⾯的两个结构在声明的时候省略掉了结构体标签（tag）。
那么问题来了？
警告：
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。
补充：匿名结构体类型也可以重新产生名字
但这是纯没事找事
typedef struct
{
char c;
int i;
double d;
}S;//命名为S
S s;//初始化1.3 结构的⾃引⽤
每一个数字都属于一个节点，它们可以串联起来，每个节点需要存储两样东西，一个是数据，另一个是下一个节点的地址。
在结构中包含⼀个类型为该结构本⾝的成员是否可以呢？
⽐如，定义⼀个链表的节点：
struct Node
{
int data;
struct Node next;
};上述代码正确吗？如果正确，那 sizeof(struct Node) 是多少？
仔细分析，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。
正确的⾃引⽤⽅式：
struct Node
{
int data;
struct Node* next;
};另外：
将struct Node重命名为Node，之后再进行初始化时不使用struct Node n1；而是直接Node n2；
但要注意，不可将结构体中的指针名字改为Node，那是因为逻辑上先存在struct Node，在进行它的重命名。
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，这是不⾏的。
解决⽅案如下：定义结构体不要使⽤匿名结构体了
2. 结构体内存对⻬
我们已经掌握了结构体的基本使⽤了。
现在我们深⼊讨论⼀个问题：计算结构体的⼤⼩。
这也是⼀个特别热⻔的考点： 结构体内存对⻬
2.1 对⻬规则
⾸先得掌握结构体的对⻬规则：
1. 结构体的第⼀个成员对⻬到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处2. 其他成员变量要对⻬到某个数字（对⻬数）的整数倍的地址处。对⻬数 = 编译器默认的⼀个对⻬数 与 该成员变量⼤⼩的较⼩值- VS 中默认的值为 8- Linux中 gcc 没有默认对⻬数，对⻬数就是成员⾃⾝的⼤⼩3. 结构体总⼤⼩为最⼤对⻬数（结构体中每个成员变量都有⼀个对⻬数，所有对⻬数中最⼤的）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⻬到⾃⼰的成员中最⼤对⻬数的整数倍处，结构体的整体⼤⼩就是所有最⼤对⻬数（含嵌套结构体中成员的对⻬数）的整数倍。
偏移量：到0地址处的距离，比如地址2的偏移量就是2，与地址0相差2
下面我们引入练习1来解释
//练习1
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
1. 结构体的第⼀个成员对⻬到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处。
绿色部分就存储了第一个成员char c1，储存在0处
2. 其他成员变量要对⻬到某个数字（对⻬数）的整数倍的地址处。对⻬数 = 编译器默认的⼀个对⻬数 与 该成员变量⼤⼩的较⼩值- VS 中默认的值为 8
第二个成员int i变量大小为4，与vs中默认的对齐数8相比，选择较小的数4，int i对齐到4的整数倍内存，储存在3处。
同理char c2的大小1与默认对齐数8相比，对其书选择1，那么就将char c2储存在8处。
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⻬数，所有对⻬数中最⼤的）的整数倍
那么在1、4、1中选择较大值4，4的倍数作为结构体总大小，选到11处。
这种排序总共浪费了6个字节。
练习2
练习四
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
//练习4-结构体嵌套问题
struct S4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S4));已知s3结构体总大小为16
char c1对准地址0，struct s3 s3则需要用到规则4
4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体成员对⻬到⾃⼰的成员中最⼤对⻬数的整数倍处，结构体的整体⼤⼩就是所有最⼤对⻬数（含嵌套结构体中成员的对⻬数）的整数倍。
s3中三个对齐数最大为8，那么s3的对齐数就取8
double为8。
2.2 为什么存在内存对⻬?
⼤部分的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⻬。原因在于，为了访问未对⻬的内存，处理器需要作两次内存访问；⽽对⻬的内存访问仅需要⼀次访问。假设⼀个处理器总是从内存中取8个字节，则地址必须是8的倍数。如果我们能保证将所有的double类型的数据的地址都对⻬成8的倍数，那么就可以⽤⼀个内存操作来读或者写值了。否则，我们可能需要执⾏两次内存访问，因为对象可能被分放在两个8字节内存块中。
在我们在x32（每次读取4个字节）读取i的数据时，在对齐的情况下读取完c后一次就可以读取到i，但在不对齐的情况下读取i需要分两次才能读取到完整的i。
总体来说：结构体的内存对⻬是拿空间来换取时间的做法。
那在设计结构体的时候，我们既要满⾜对⻬，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
例如上述的练习1和练习2
//例如：
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};S1 和 S2 类型的成员⼀模⼀样，但是 S1 和 S2 所占空间的⼤⼩有了⼀些区别。
2.3 修改默认对⻬数
#pragma 这个预处理指令，可以改变编译器的默认对⻬数。
#include <stdio.h>
#pragma pack(1)//设置默认对⻬数为1
struct S
{
char c1;
int i;
char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的对⻬数，还原为默认
int main()
{
//输出的结果是什么？
printf("%d\n", sizeof(struct S));
return 0;
}结构体在对⻬⽅式不合适的时候，我们可以⾃⼰更改默认对⻬数。
3. 结构体传参
struct S
{
int data[1000];
int num;
};
struct S s = {{1,2,3,4}, 1000};
//结构体传参
void print1(struct S s)
{
printf("%d\n", s.num);
}
//结构体地址传参
void print2(struct S* ps)
{
printf("%d\n", ps->num);
}
int main()
{
print1(s); //传结构体
print2(&s); //传地址
return 0;
}上⾯的 print1 和 print2 函数哪个好些？
答案是：⾸选print2函数。
原因：
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。
4. 结构体实现位段
结构体讲完就得讲讲结构体实现 位段 的能⼒。
4.1 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 或 signed int ，在C99中位段成员的类型也可以选择其他类型。2. 位段的成员名后边有⼀个冒号和⼀个数字。
⽐如：类型的命名可以使用字母、数字（但不能以数字开头）、下划线（一般代表成员）
struct A
{
int _a:2;
int _b:5;
int _c:10;
int _d:30;
}; 
例如当我们直到我们的int _a可能只存储一些0、1、2、3这样的字符时，他们只占两个bit，其余30个bit就被浪费了，我们可以int_a:2;
4.2 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 等类型
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。
//⼀个例⼦
struct S
{
char a:3;
char b:4;
char c:5;
char d:4;
};
struct S s = {0};
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;
//空间是如何开辟的？
但在vs里面问题一是从右向左使用，问题二剩余的空间选择浪费。
4.3 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，是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，并且可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在。
4.4 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。
4.5 位段使⽤的注意事项
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。
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;
}———————————————————————————————————————————
完