背景： 最近在重學(xué)C語言，目的是為了能看懂操作系統(tǒng)的底層代碼，也為后續(xù)使用C語言開發(fā)一個(gè)類似redis數(shù)據(jù)庫的中間件做準(zhǔn)備，于是又重新踏上了學(xué)習(xí)C語言的道路，早在上學(xué)期間就學(xué)習(xí)過C語言，但是很久都不用了，語法和技巧都忘記了。計(jì)算機(jī)的知識(shí)真是浩如煙海，用進(jìn)廢退。

本次學(xué)習(xí)struct，C語言沒有對(duì)象object也沒有類class，只有struct提供了對(duì)象object和類class的相似功能。 struct用于 封裝一個(gè)復(fù)雜物體的各個(gè)變量，例如： 學(xué)生，有姓名、學(xué)號(hào)、班級(jí)、年齡、性別等等參數(shù)，他們非常相關(guān)； 另外一個(gè)用途是 某些函數(shù)需要傳入多個(gè)參數(shù)，我們把這些多個(gè)參數(shù)封裝到一個(gè)結(jié)構(gòu)體中，再進(jìn)行傳入這個(gè)結(jié)構(gòu)體或結(jié)構(gòu)體的指針，這樣方便快捷。 結(jié)構(gòu)體所表示的一條數(shù)據(jù)，類似數(shù)據(jù)庫學(xué)生表的一行記錄。

1. 定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體：

struct student {
    char* name;
    int num;
    int grade;
    int age;
    char sex;
};

// 聲明變量的同時(shí)，對(duì)變量進(jìn)行賦值
struct student {
    char* name;
    int num;
    int grade;
    int age;
    char sex;
} s1 = {"xiaolong",1000,1,6,'m'},s2 = {"xiaopeng",1010,1,6,'m'};

2. 定義結(jié)構(gòu)體變量 并對(duì)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行設(shè)置：

// 聲明自定義類型的變量時(shí)，類型名前面，不要忘記加上struct關(guān)鍵字
struct student xiaoming;

xiaoming.name = "xiaoming";
xiaoming.num = 1001;
xiaoming.grade = 1;
xiaoming.age = 6;
xiaoming.sex = 'm';

// 這種方式需要注意 大括號(hào)里面 值的順序，必須與struct聲明時(shí)屬性的順序保持一致
struct student xiaohong = {"xiaohong",1002,1,6,'f'};

// 否則需要為每個(gè)值指定屬性名
struct student lihua = { .num=1003, .name="lihua", .sex='m', .age=7, .grade=2};

// 可以修改
lihua.age = 8;


// 也可以使用typedef命令

typedef struct student {
    char* name;
    int num;
    int grade;
    int age;
    char sex;
} stu;

// stu就是 struct student的別名
stu xiaohua = {"xiaohua",1020,1,6,'m'};

還有就是 多個(gè)結(jié)構(gòu)體嵌套，嵌套的初始化和設(shè)置與上面一致，這里不再贅述。

3. 結(jié)構(gòu)體的復(fù)制

賦值運(yùn)算符( = )可將 struct 結(jié)構(gòu)每個(gè)屬性的值，一模一樣的復(fù)制一份，拷貝給另外一個(gè)struct變量，與數(shù)組不同(使用賦值運(yùn)算符復(fù)制數(shù)組，不會(huì)復(fù)制數(shù)據(jù)，只會(huì)共享地址)

如果 結(jié)構(gòu)體里面 有指針類型的變量，那么復(fù)制的是 指針的值，也就是說 兩個(gè)結(jié)構(gòu)體 指向的是同一個(gè)內(nèi)容，修改一個(gè)會(huì)影響另外一個(gè)的值。

如果 結(jié)構(gòu)體里面 沒有指針類型的變量，那么 復(fù)制的是 數(shù)據(jù)的值，是兩份毫無關(guān)系的數(shù)據(jù)，各自修改不影響另外一個(gè)的值。

char* name ; 這種字符指針?biāo)赶虻淖址遣荒苄薷牡模荒苤匦轮赶蛞粋€(gè)新的字符串。

struct student { char name[30]; short age; } a, b;

strcpy(a.name, "xiaohu");
a.age = 18;

b = a;
b.name[0] = ' ';
b.name[1] = 'l';

printf("%s\n", a.name); // xiaohu
printf("%s\n", b.name); //  laohu


struct student2 { char name[30]; short age; } a2, b2;

a2.name = "xiaohu"
a2.age = 18;

b2 = a2;

b2.name = " laohu"       //  內(nèi)存新建了" laohu"字符串，b2的指針這次指向" laohu"

// 也就是說  a2.name 和 b2.name 不再指向同一塊地址空間

printf("%s\n", a2.name); // xiaohu
printf("%s\n", b2.name); //  laohu  這是為什么




struct student3 { char* name; short age; } a3, b3;

a3.name = "xiaohu";
a3.age = 18;

b3 = a3;

// 這是為了 修改字符串所做的測(cè)試， 結(jié)論是 無法修改，雖然能通過編譯，但是運(yùn)行失敗，顯示段錯(cuò)誤。
*(b3.name+0) = ' ';
*(b3.name+1) = 'l';

printf("%s\n", a3.name);
printf("%s\n", b3.name); 

4. 結(jié)構(gòu)體數(shù)組 和 結(jié)構(gòu)體指針

如果將 struct 變量作為參數(shù) 傳入函數(shù)，則進(jìn)行了 結(jié)構(gòu)體的復(fù)制，一是會(huì)占用內(nèi)存，二是函數(shù)內(nèi)修改只是修改副本，而不會(huì)影響函數(shù)外部的原始數(shù)據(jù)，所以 一般情況下，我們 使用 struct 指針?作為參數(shù) 傳入函數(shù)中。?

void happy(struct student* s){
    (*s).age = (*s).age + 1;   // . 優(yōu)先級(jí)比 * 高，所以需要使用()
}

happy(&xiaoming);


void happy2(struct student* s){
    s->age = s->age + 1 ;   // 或  s->age++; 自增
}

void happy2(struct student* s){
    s->age++;   // 自增 ,  -> 優(yōu)先級(jí)比 ++ 高
}

對(duì)于 struct 的變量 使用 . 獲取屬性，對(duì)于 struct的變量指針 使用 -> 獲取屬性。

xiaoming.age? ==? (*ptr).age == ptr->age

5. 通過 malloc來構(gòu)造鏈表

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

struct node* head;

// 生成一個(gè)三個(gè)節(jié)點(diǎn)的列表 (11)->(22)->(33)
head = malloc(sizeof(struct node));

head->data = 11;
head->next = malloc(sizeof(struct node));

head->next->data = 22;
head->next->next = malloc(sizeof(struct node));

head->next->next->data = 33;
head->next->next->next = NULL;

// 遍歷這個(gè)列表
for (struct node *cur = head; cur != NULL; cur = cur->next) {
  printf("%d\n", cur->data);
}

6. 空間對(duì)齊

struct所占用的空間不是各個(gè)屬性存儲(chǔ)空間的總和，而是最大內(nèi)存占用屬性的存儲(chǔ)空間倍數(shù)，其他屬性會(huì)添加空位閾值對(duì)齊。

#include<stdio.h>

int main()
{
    struct student {
        char* name;  // 8 字節(jié)
        int num;     // 4 字節(jié)
        int grade;   // 4 字節(jié)
        int age;     // 4 字節(jié)
        char sex;    // 1 字節(jié)
    };
    printf("student %d\n",sizeof(struct student));

    struct student_other1 {
        char sex;    // 1 字節(jié)
        int num;     // 4 字節(jié)
        int grade;   // 4 字節(jié)
        int age;     // 4 字節(jié)
        char* name;  // 8 字節(jié)
    };
    printf("student_other1 %d\n",sizeof(struct student_other1));

    struct student_other2 {
        char sex;    // 1 字節(jié)
        char* name;  // 8 字節(jié)
        int num;     // 4 字節(jié)
        int grade;   // 4 字節(jié)
        int age;     // 4 字節(jié)
    };
    printf("student_other2 %d\n",sizeof(struct student_other2));
    return 0;
}

64位計(jì)算機(jī)?

student:? 8+ 4 + 4?+? 4 + 4 = 24? ?，最后一個(gè)?char sex 本身占用1個(gè)字節(jié)，但是為了補(bǔ)齊，和前面的int age 組合成為了一個(gè) 8 字節(jié)。

student_other1 : 4 +4+4+4+8 =24 ， 第一個(gè)char sex 本身占用1個(gè)字節(jié)，但是為了補(bǔ)齊，和后面的int num?組合成為了一個(gè) 8 字節(jié)

student_other2:? 8 +? 8 + 8 + 8 =32 ， 第一個(gè) char sex本身占用1個(gè)字節(jié)，但是為了補(bǔ)齊7個(gè)字節(jié)，這次單獨(dú)占用8個(gè)字節(jié)；? 最后一個(gè) int age 4字節(jié)無法和其他人湊成 8字節(jié)的倍數(shù)了，只能被空位填充，補(bǔ)齊4個(gè)字節(jié)，也就變成了8。

字節(jié)對(duì)齊是為了 提高讀寫效率，是存儲(chǔ)空間的倍數(shù)， 示例中 最后一個(gè)是 把 占空間最大的指針放在了 屬性順序的中部，導(dǎo)致前面的屬性和后面的屬性都需要補(bǔ)空位才能實(shí)現(xiàn)對(duì)齊，而不是第一個(gè)和第二個(gè)可與其他屬性拼湊來實(shí)現(xiàn)字節(jié)對(duì)齊，所以 第三種是32個(gè)字節(jié)。

結(jié)論是： 不要把 本身所占空間大的屬性 寫在 中間，而是按照各屬性大小，從小到大進(jìn)行書寫，這樣最大的寫在尾部，即 存儲(chǔ)空間遞增的順序來書寫定義每個(gè)屬性，這樣能節(jié)省空間。

7.位字段

位字段其實(shí)就是 二進(jìn)制的位，比如： 在TCP/IP協(xié)議中，有一些標(biāo)志位如下圖所示：

?URG/ACK/RST/PSH/SYN/FIN 等標(biāo)志位

下面代碼僅做示例，不是真實(shí)的Linux tcp的代碼：

struct flag {
  unsigned int urg:1;
  unsigned int ack:1;
  unsigned int rst:1;
  unsigned int psh:1;
  unsigned int syn:1;
  unsigned int fin:1;
  unsigned int    :6;
  unsigned int head:4;
} flag;

flag.urg = 0;
flag.ack = 1;

printf("flag %d\n",sizeof(struct flag));

每個(gè)屬性后面的:1 表示指定這些屬性只占用 一個(gè)二進(jìn)制位，? :6代表保留的6位，:4代表是頭部4位。

8. 彈性數(shù)組成員

如果在struct中聲明數(shù)組成員，但我一開始不知道有多少，如果給定一個(gè)很大的數(shù)會(huì)浪費(fèi)空間。

struct vstring {
  int len;
  char chars[];
};
struct vstring* str = malloc(sizeof(struct vstring) + n * sizeof(char));
str->len = n;

彈性成員的數(shù)組，必須是 struct 結(jié)構(gòu)的最后一個(gè)屬性。另外，除了彈性數(shù)組成員，struct 結(jié)構(gòu)必須至少還有一個(gè)其他屬性。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-469735.html

到了這里，關(guān)于我記不住的那些C語言的struct知識(shí)的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！