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：