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C语言基础12——结构体2

news 2025/8/4 12:36:52

结构体2

1. 结构体大小

sizeof(struct 结构体名) // 结构体类型大小

struct student

{

        char a;

        short w;

        char y;

        int b;

        char c;

} stu;

1.1 结构体大小遵循字节对齐原则

字节对齐

在实际使用中，访问特定数据类型变量时需要在特定的内存起始地址进行访问，这就需要各种数据类型按照一定的规则在空间上进行排列，而不是顺序地一个接一个地存放，这就是字节对齐

字节对齐原则
（1）在64位系统下默认的value值为8字节，判断结构体类型中最大成员变量的字节大小，和默认的value值进行比较，按小的数进行对齐
（2）结构体成员进行对齐时遵循地址偏移量是成员类型的整数倍
（3）结构体成员按顺序进行存储，如果不满足以上条件时，需要填充空字节

为什么要进行字节对齐？
（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，否则抛出硬件异常。（提高程序的移植性）
（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，为了访问未对齐的内存，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。
（3）内存原因：在设计结构体时，通过对齐规则尽可能优化结构体的空间大小至最小空间

【例】

struct student

{

        char a;

        short w;

        char y;

        int b;

        char c;

} stu; // 大小 16

第一步：找出成员变量的大小，让其与编译器的默认的对齐数进行比较，取较小的值作为该成员变量的对齐数

第二步：根据每个成员对应的对齐数画出他们在内存中的相对位置

第三步：计算结构体大小

1.2 结构体数组的大小

sizeof(结构体数组名);
元素个数 * 结构体类型大小

练习1：创建一个结构体数组，数组名为book，结构体成员包含编号，书名，售价（数据类型自己设定）。写一个函数，包含两个形参，分别接收结构体数组的首地址和一个指定的售价，函数的功能为打印结构体数组中售价大于指定售价的书的信息。（参考代码见本文最后）

2. 结构体指针

2.1 概念

指向结构体的指针

2.2 格式

存储类型数据类型 *指针变量名

struct 结构体名 *结构体指针变量名

#include <stdio.h>
#include <string.h>struct student
{int id;int age;
} stu;struct work
{int id;int score;
} w;int main()
{struct student *p1 = &stu;//struct student *p2 = &w;    //错误，结构体类型不匹配return 0;
}

2.3 赋值

格式：结构体指针变量 -> 成员变量

-> 指向的

#include <stdio.h>
#include <string.h>struct student
{int id;int age;
} stu;struct work
{int id;int score;
} w;int main(int argc, char const *argv[])
{struct student *p1 = &stu;p1->id = 1;p1->age = 18;printf("%d %d\n", stu.id, stu.age);return 0;
}

(*p1).成员变量

练习2：创建一个结构体数组,数组名为student,成员包含学号,姓名,成绩(数据类型自己设定)从终端输入学生信息，封装函数实现按成绩从低到高打印学生信息。（参考代码见本文最后）

3. 枚举

维基百科的理解：枚举类型用于声明一组命名的常数，当一个变量有几种可能的取值时，可以将它定义为枚举类型。定义：是指将变量的值一一列出来,变量的值只限于列举出来的值的范围内。

我的理解：枚举类型就是将一些比较固定的值一一列举出来，比如一年有十二个月，一个礼拜有七天，这是毫无疑问的，就可以将这些月份天数用常量来代替。枚举类型和宏定义是差不多的，只有细微区别，宏运行是在预处理阶段完成的，枚举类型是在与编译阶段完成的。

3.1 定义

用户自定义数据类型，用于声明一组常数

3.2 格式

enum 枚举名

{

        value1,

        value2,

        value3

        ...

};

未赋初值时，第一个常数默认是0，后续的常数依次加一(如果第一个值赋值为1，从赋值的1开始递增)

#include <stdio.h>
#include <string.h>enum week
{MON = 1,TUE,WED,Thurs,Fri
};int main(int argc, char const *argv[])
{int day;scanf("%d", &day);switch (day){case MON: printf("Monday"); break;case TUE:printf("Tuesday"); break;case WED:printf("Wednesday"); break;case Thurs:printf("Thursday"); break;case Fri:printf("Friday"); break;default:break;}return 0;
}

4. 共用体

不同类型的成员变量共用同一块地址空间

4.1 格式

union 共用体名

{

成员列表;

}

4.2 定义共用体变量

union 共用体名变量名;

#include <stdio.h>
#include <string.h>union val
{int a;char ch;
} v;int main(int argc, char const *argv[])
{v.a = 10;// 他俩不能同时出现，是以最后一次赋值为准v.ch = 'a';printf("%d\n", v.a);return 0;
}

4.3 特性

共用体成员共用同一块地址空间
赋值顺序以最后一次为准
共用体大小为成员中类型最大的数据的大小

4.4 使用共用体测试大小端

#include <stdio.h>
#include <string.h>union val
{int num;char ch;
} v;int main(int argc, char const *argv[])
{v.num = 0x12345678;if(v.ch == 0x78){printf("小端\n");}else{printf("大端\n");}return 0;
}

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参考代码

练习1：

创建一个结构体数组，数组名为book，结构体成员包含编号，书名，售价（数据类型自己设定）。写一个函数，包含两个形参，分别接收结构体数组的首地址和一个指定的售价，函数的功能为打印结构体数组中售价大于指定售价的书的信息。

#include <stdio.h>
#define N 3typedef struct
{int id;char name[32];float price;
} Book;void fun(const Book books[], int size, float t)
{for(int i = 0; i < size; ++i){if(books[i].price > t){printf("%d %s %.1f\n", books[i].id, books[i].name, books[i].price);}}
}int main()
{Book num[N];printf("请输入编号  书名  价格：\n");for(int i = 0 ; i < N ; ++i){    scanf("%d %s %f", &num[i].id, num[i].name, &num[i].price);}float p = 20.0;fun(num, N, p);return 0;
}

练习2：

创建一个结构体数组,数组名为student,成员包含学号,姓名,成绩(数据类型自己设定)从终端输入学生信息，封装函数实现按成绩从低到高打印学生信息。

#include <stdio.h>
#include <string.h>#define N 3struct student
{int id;char name[32];int score;
};void fun(struct student *p)
{struct student temp;for(int i = 0; i < N-1; i++){for(int j = 0; j < N-1-i; j++){if((p+j)->score > (p+j+1)->score){temp = *(p+j);*(p+j) = *(p+j+1);*(p+j+1) = temp;}// if(p[j].score > p[j+1].score)// {//     temp = p[j];//     p[j] = p[j+1];//     p[j+1] = temp;// }}}for(int i = 0; i < N; i++)//printf("%d %s %d\n", p[i].id, p[i].name, p[i].score);printf("%d %s %d\n", (p+i)->id, (p+i)->name, (p+i)->score);
}int main(int argc, char const *argv[])
{struct student stu[N];for (int i = 0; i < N; i++)scanf("%d %s %d", &stu[i].id, stu[i].name, &stu[i].score);fun(stu);return 0;
}

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