1、結構體

1.1、概述

在C語言中，除了常見的基本資料型別（整數型別short、int、long和浮點型別float、double）外，還有派生型別，如指標型別、陣列型別、結構型別、共用體型別等。 結構體是基本資料型別不能滿足需求時，使用者自己指定的一種資料結構，由不同型別的資料組合成一個整體，以便引用，這些組合在一個整體中的資料是互相聯絡的，這樣的資料結構稱為結構體。

宣告一個結構休型別的一般形式如下：

struct 結構體名
{成員列表};

結構體名，用作結構體型別的標誌，它又稱 結構體標記，大括號內是該結構體中的各個成員，由它們組成一個結構體，對各成員都應進行型別宣告如：

型別名 成員名;
 

也可以成員列表稱為域表，第一個成員也稱為結構體中的一個域。成員名定名規則與定義變數名規則相同。

struct student
{
    int num;
    char name[20];
    char sex;
    int age;
    float score;
    char addr[30];
};

1.2、定義結構體型別變數的方法

前面只是指定了一個結構體型別，它相當於一個模型，但其中並無具體資料，系統對之也不分配實際記憶體單元，為了能在程式中使用結構型別的資料，應當定義結構體型別的變數，並在其中存放具體的資料，可以採取以下3種方法定義結構體型別變數。

（1）先宣告結構體型別再定義變數名

如上面已定義了一個結構體型別 struct student，可以用它來定義變數。如：

struct student{  //結構體型別名
    ...
    ...
    ...
}student1, student2 //結構體變數名

定義了 student1, student2 為 struct student 型別的變數。

（2）在宣告型別的同時定義變數

例如：

struct student
{
    int num;
    char name[20];
    char sex;
    int age;
    float score;
    char addr[30];
}student1,
 
 student2;

它的作用與第一種方法相同，即定義了兩個 struct student 型別的變數 student1, student2 這種形式的定義的一般形式為

struct 結構體名
{
    成員表列
}變數名錶列;

（3）直接定義結構型別變數

其一般形式為:

struct
{
    成員表列
}變數名錶列;

即不出現結構體名。

關於結構體型別，有幾點要說明：

1. 型別與變數是不同的概念，不是混同，只能對變數賦值，存取或運算，而不能對一個型別賦值，存取或運算。在編譯時，對型別是不分配空間的，只對變數分配空間。
2. 對結構體中的成員（即 域）可以單元使用，它的作用與地位相當於普通變數。
3. 成員也可以是一個結構體變數。如：

struct date // 宣告一個結構體型別
{
    int month;
    int day;
    int year;
}

struct student
{
    int num;
    char name[20];
    char sex;
    int age;
    struct date birthday;
    char addr[30];
}student1, student2;

先宣告一個 struct date 型別，它代表 日期 包括3個成員 month, day, year。然後在宣告 struct student 型別時，將成員 birthday 指定為 struct date 型別。

4. 成員名可以與程式中的變數名相同，二者不代表同一物件。

1.3、結構體變數的引用

1.4、結構體變數的初始化

1.5、結構體陣列

1.6、指向結構體型別資料的指標

一個結構體變數的指標就是該變數所佔據的記憶體段的起始地址，可以設一個指標變數，用來指向一個結構體變數，此時該指標變數的值是結構體變數的起始地址。指標變數也可以用來指向結構體陣列中的元素。

2、結構體記憶體對齊

2.1、簡述

有沒有想過一個問題，某些時候我想4位元組對齊，有些時候我又想1位元組或者8位元組對齊，那麼怎麼解決這個問題呢？ 此時，#pragma pack(push) 和#pragma pack(pop) 以及#pragma pack()應運而生。 #pragma pack(push) #pragma pack(n) //自定義按n位元組對齊 …… ……//結構體 …… #pragma pack() //取消自定義的對齊方式，恢復預設對齊。 或者使用 #pragma pack(pop) //pop會讓編譯器回到push之前的對齊方式

注意，#pragma pack() 取消自定義對齊方式，恢復預設方式，而push之後pop是回到push指令之前的對齊方式。

2.5、#pragma pack()語法

語法：

#pragma pack( [show] | [push | pop] [, identifier], n )

說明： 1，pack提供資料宣告級別的控制，對定義不起作用； 2，呼叫pack時不指定引數，n將被設成預設值； 3，一旦改變資料型別的alignment，直接效果就是佔用memory的減少，但是performance會下降；

語法具體分析： 1，show：可選引數；顯示當前packing aligment的位元組數，以warning message的形式被顯示； 2，push：可選引數；將當前指定的packing alignment數值進行壓棧操作，這裡的棧是the internal compiler stack，同時設定當前的packing alignment為n；如果n沒有指定，則將當前的packing alignment數值壓棧； 3，pop：可選引數；從internal compiler stack中刪除最頂端的record；如果沒有指定n，則當前棧頂record即為新的packing alignment數值；如果指定了n，則n將成為新的packing aligment數值；如果指定了identifier，則internal compiler stack中的record都將被pop直到identifier被找到，然後pop出identitier，同時設定packing alignment數值為當前棧頂的record；如果指定的identifier並不存在於internal compiler stack，則pop操作被忽略； 4，identifier：可選引數；當同push一起使用時，賦予當前被壓入棧中的record一個名稱；當同pop一起使用時，從internal compiler stack中pop出所有的record直到identifier被pop出，如果identifier沒有被找到，則忽略pop操作； 5，n：可選引數；指定packing的數值，以位元組為單位；

注意：

#pragma pack(push) 
#pragma pack(4)	
//上面兩句程式碼等價於下面這句程式碼：
#pragma pack(push,4) 

3、結構體經典面試題

（1）、什麼是結構體？ （2）、一般在什麼情況下用到結構體？ （3）、什麼是結構體記憶體對齊？為什麼要對齊？怎樣對齊？ （4）、對齊引數如何設定？可以設定為按照任意位元組數對齊嗎？ （5）、如何知道結構體某個成員相對於結構體起始位置的偏移量？