自定义类型：结构体详解

1.结构体

1.1 结构的基础知识
结构是一些值的集合，这些值称为成员变量。一个整型数组，它的每个数组元素只能是整型，字符型的数组它的每个元素只能是字符型。但是结构体的每个成员可以是各种不同类型的变量。
1.2结构的声明

//声明
struct tag
{member - list;
}variable-list;
//比如要描述一个学生的信息
struct Stu
{char name[20];int age;char sex[5];char id[20];
};

1.3 特殊的声明
在声明结构体的时候，可以不完全的声明

//这就是匿名结构体类型
struct
{int a;char b;float c;
}x;struct
{int a;char b;float c;
}a[20],*p;

顾名思义，匿名，就是结构体在声明的时候省略掉了结构体标签（tag）。
那么我们可以思考一下这个问题

//在上面代码的基础上，下面的代码合法吗？
p=&x;

这种写法是不可以的，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。
1.4 结构体的自引用
在数据结构中，有顺序访问和链式访问两种数据的访问方式：
顺序访问，就是按照顺序，一个接一个访问

链式访问主要针对数据没有在一块连续的空间，而是分散在各个内存块上的情况，这样前一个数要想顺利找到下一个数据，就必须在存储自身数据的同时还存储了下一个数据的地址，这样就能顺着地址成功找到下一个数据：

那么我们如果用结构体这么来实现是否可行：

struct Node
{int data;struct Node next;
};

答案是不可以，因为我们没有办法计算sizeof（struct Node）。
正确的自引用方式应该是这样：

struct Node
{int data;struct Node* next;
};

1.5 结构体变量的定义和初始化
结构体变量的定义有两种方式：

struct S
{int a;char b;float c;
}s1;//声明类型的同时定义变量s1 struct S s2;//定义结构体变量s2

结构体变量的初始化

//第一种初始化方法
struct S
{int a;char b;float c;
}s1 = { 20,'c',3.14 }, s2 = {.c=5.2,.b='a',.a=10};//这种初始化的方法可以打破顺序的限制//第二种初始化方法
struct S s3 = { 30,'d',6.0 };

1.6 结构体内存对齐
如何计算一个结构体的大小呢？
首先得掌握结构体的对齐规则：
1.结构体的第一个成员永远放在相较于起始位置偏移量为0的位置。
2.从第二个成员开始，往后的每个成员都要对齐到某个对齐数的整数倍处，对齐数就是结构体成员自身的大小和默认对齐数的较小值，VS的默认对齐数是8。
（gcc没有默认对齐数，对齐数就是结构体成员的自身大小。)
3.结构体的总大小，必须是最大对齐数的整数倍，最大对齐数是所有成员对齐数中最大的值。
举个例子吧：

struct S
{char a;int b;char c;
};
int main()
{printf("%d", sizeof(struct S));//大小是12return 0;
}

为什么会存在内存对齐呢？
1.平台原因
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，否则会抛出硬件异常。
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齐。
原因在于，为了访问未对其的内存，处理器需要作两次内存访问，而对齐的内存访问仅需要一次访问。
总体来说，结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。所以在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，就需要让一些占用空间小的成员尽量集中在一起，例如

struct S
{char a;char c;int b;
};

1.7 修改默认对齐数
默认对齐数是可以修改的，我们可以用#pragma来修改：

#pragma pack(8)//修改默认对齐数是8
struct S
{char a;char c;int b;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认

所以在结构对齐方式不合适的时候，我们可以自己设置默认对齐数