C和指针 第十章 结构和联合 (一)
结构体:
聚合数据类型是指,能够同时存储超过一个的单独数据,C语言中有两个聚合数据类型,数组和结构体。数组中储存的类型必须相同,元素通过下标和指针引用来访问的。
结构体也是一些值的集合,但是结构体中每个元素的值的类型可以不同,每个元素都有自己的名字,和整数字符一样,结构体也是标量类型
结构体声明:
struct tag { memeber-list } variable-list;
结构体声明要包含所有的成员的类型和名字
struct tag { char *name; int *age; } people;
其中,tag时标签字段,可以在后续的声明中使用tag代表成员列表:
struct tag animal;
此处的声明和上面的people一样,animal和people对于编译器来说,是两个不同的类型的。
如果需要定义相同的类型,可以通过typedef来创建新类型:
typedef struct { char *name; int *age; } animal;
现在animal是一新的结构体类型,可以直接使用他进行赋值
animal dog;
结构体的成员:
结构体的成员可以时标量,指针,和其他结构体等等,但是不可以是自身类型的成员,即自己。结构体成员可以通过点号访问
#include <stdio.h> typedef struct { char *name; int age; } animal; int main() { animal dog = { "ted", 3}; printf("%s", dog.name); return 0; }
运行结果:
如果是指向结构体的指针,可以先解引用操作,然后在使用点操作符,C有个快捷的方法,使用 -> 访问结构体指针指向的结构体成员,上面代码可以如下改写:
animal dog = { "ted", 3}; animal *ptr = &dog; printf("%s", ptr -> name);
结构体时不可以包含自身类型的成员的,不过可以包含指向自己类型的指针的。
#include <stdio.h> struct SELF { char *name;
//selfPtr是指向自身类型的指针 struct SELF * selfPtr; } animal; int main() { struct SELF dog = { "ted", NULL}; struct SELF cat = {"mimi", &dog}; printf("%s", cat.selfPtr -> name); return 0; }
运行结果:
注意:下面的这种声明是非法的,因为类型名直到声明结束才定义
typedef struct { char *name; struct SELF * selfPtr; } SELF;
解决方法是添加一个结构标签。
typedef struct SELF { char *name; struct SELF * selfPtr; } animal;
如果两个结构体相互依赖引用,一个结构体包含另一个结构体,另一个结构体包含这个结构体。那么可以使用不完整声明,先声明一个结构体作为标识符,然后使用他,然后把成员和标识符关联。
//声明表示符,在A中使用 struct B; struct A { struct B *bPtr; }; //关联成员 struct B { struct A *aPtr; };
结构体的初始化,类似数组,大括号内部包含逗号分割的初始值,如果初始值列表不够用,剩余的结构成员将使用缺省值初始化。
struct { char *name; int age; } me = {"yangxunwu", 24};
结构体的储存分配:
由于结构体类别的成员的类型可以不一样,编译器在给成员列表分配内存时,一个接着一个的分配,只有当储存成员需要满足边界对齐时,成员之间会出现储存间隙。系统禁止在一个结构的起始位置跳过几个字节来满足边界对齐要求,因此所有的结构的起始储存位置,必须是边界要求最严格的数据类型所要求的位置,如下:
#include <stdio.h> int main() { struct { char ch1; int age; char ch2; } stc1; struct { int age;
char ch1;
char ch2; } stc2; printf("%lu %lu", sizeof(stc1), sizeof(stc2)); return 0; }
可以通过重新排序成员,让边界对齐要求高的先出现,如上运行:
int类型占四个字节,char占一个字节,因为要从起始位置对齐,所以stc1的第一个char占4字节,而stc2中,age占四个字节,ch1和ch2在一起占四个字节。sizeof可以返回一个long unsigned int表示整个结构体长度。
stddef.h宏 offsetof(type, member) 返回指定成员,距离结构开始偏移几个字节。
#include <stdio.h> #include <stddef.h> int main() { struct stc1 { char ch1; int age; char ch2; } ; struct stc2 { int age; char ch1; char ch2; } ; printf("%lu %lu", offsetof(struct stc1, ch2), offsetof(struct stc2, ch2)); return 0; }
运行: