C语言结构体用法很多，坑也很多

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作者：strongerHuang

公众号：strongerHuang

C语言可谓是编程界的传奇语言，历经几十年，依然排名前列。

前不久还写了一篇文章《2019年11月C语言接近Java》，说了C语言是比较受欢迎的一种语言，有望在年底超过JAVA，再次成为第一名。

本文主要说的是C语言中的结构体，结构体是C语言中重要的一部分内容，也是C语言中常用的一种数据结构。

一、关于结构体

在C语言中，结构体（struct）指的是一种数据结构，是C语言中复合数据类型（aggregate data type）的一类。

结构体可以被声明为变量、指针或数组等，用以实现较复杂的数据结构。结构体同时也是一些元素的集合，这些元素称为结构体的成员（member），且这些成员可以为不同的类型，成员一般用名字访问。

结构体的定义如下所示：

 struct tag { member-list } variable-list; 

其中：

• struct为结构体关键字；
• tag为结构体的标志；
• member-list为结构体成员列表，其必须列出其所有成员；
• variable-list为此结构体声明的变量。

在一般情况下：tag、member-list、variable-list这3部分至少要出现2个。

二、结构体常规定义

不同的定义，应用在不同场景，所以，我们编程时需要结合实际情况来定义结构体。

方法1：

定义结构体stu，此时结构体相当于一个类型，比如int，如需使用此结构体，方法同int.

struct stu
{
    char  aa;
    short bb;
    int   cc;
};

struct stu stu1, stu2;

方法2：

定义结构体stu同时定义需要使用的结构体变量stu1, stu2。如后面再需要定义结构体变量，方法同1.

struct stu
{
    char  aa;
    short bb;
    int   cc;
}stu1, stu2;

struct stu stu3;

方法3：

定义结构体时，结构体名称缺省，同时定义结构体变量stu1，stu2。但后面不可再定义结构体变量。

struct
{
    char  aa;
    short bb;
    int   cc;
}stu1, stu2;

提示：

这里不能像上面再定义结构体变量：（以下错误）

struct stu3; 
struct stu stu3;

三、使用typedef定义结构体

这里先简单说下typedef.

在C和C++编程语言中，typedef是一个关键字。它用来对一个数据类型取一个别名，目的是为了使源代码更易于阅读和理解。它通常用于简化声明复杂的类型组成的结构 ，但它也常常在各种长度的整数数据类型中看到，例如size_t和time_t。

维基百科

方法4：

使用typedef定义结构体同时，给stu结构体别名STU，后续定义可不用使用struct stu，直接使用STU即可。

typedef struct stu
{
    char  aa;
    short bb;
    int   cc;
}STU;

STU stu1;

你会发现，其实就是通过关键字typedef，将STU取代了struct stu。

当然，也可以这么用：

struct stu stu1;

上面这种定义就失去了typedef的意思，所以不推荐。

方法5：

使用typedef定义结构体时，省掉结构体第一个别名stu，直接在后面加STU，使用方法同上。

typedef struct
{
    char  aa;
    short bb;
    int   cc;
}STU;

STU stu1;

方法6：

还有一种符合语法规则，但意义不大的定义方式。

typedef struct stu
{
    char  aa;
    short bb;
    int   cc;
};

struct stu stu1;

以上这些定义方式算是语法的知识，如果还不懂，请再次复习一下。

四、结构体大小计算

结构体的大小，我相信很多人都没搞明白。实际编程中也是很多地方都在应用，比如：存储、拷贝结构体时都会牵涉到结构体大小的问题。

1.对比两结构体大小，一样吗？

结构体1：

struct stu
{
    char  aa;
    short bb;
    char  cc;
}stu1;

结构体2：

struct stu
{
    char  aa;
    char  bb;
    short cc;
}stu2;

答案是不一样。程序测试得出sizeof(stu1)=6, sizeof(stu2)=4.

2.分析不一样原因

结构体计算要遵循字节对齐原则，一般满足三个准则：

1) 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除；

2) 结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量（offset）都是成员大小的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字节；

3) 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍，如有需要编译器会在最末一个成员之后加上填充字节；

对于上面结构体stu1来说，最大字节：2字节，顺序是 char->short->char： 

2个字节

第一个char占一个字节	多的这一个补0，只是占位作用
short 刚好占2个字节
第二个char也占1个	多的这一个补0

对于上面结构体stu2来说，最大字节：2字节，顺序是 char->char->short： 

第一个char占一个字节	第二个char占一个字节
short 刚好占2个字节

通过上面两个表格，相信你应该明白了，改成4字节的int，原理一样。

最后，强调一下，学习编程，不能只看书，要多敲代码。

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