结构体

在C语言中，可以使用结构体（Struct）来存放一组不同类型的数据。结构体的定义形式为：

struct 结构体名{    结构体所包含的变量或数组};
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结构体是一种集合，它里面包含了多个变量或数组，它们的类型可以相同，也可以不同，每个这样的变量或数组都称为结构体的成员（Member）。请看下面的一个栗子：

struct stu{    char *name;  //姓名    int num;  //学号    int age;  //年龄    char group;  //所在学习小组    float score;  //成绩};
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stu 为结构体名，它包含了 5 个成员，分别是 name、num、age、group、score。结构体成员的定义方式与变量和数组的定义方式相同，只是不能初始化。

注意大括号后面的分号“；”不能少哦~

结构体也是一种数据类型，它由我们自己来定义，可以包含多个其他类型的数据。 
像int、float、char 等是由C语言本身提供的数据类型，不能再进行分拆，我们称之为基本数据类型；而结构体可以包含多个基本类型的数据，也可以包含其他的结构体。

结构体变量

既然结构体是一种数据类型，那么就可以用它来定义变量。例如：

struct stu stu1, stu2;
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定义了两个变量 stu1 和 stu2，它们都是 stu 类型，都由 5 个成员组成。注意关键字struct不能少。

还可以在定义结构体的同时定义结构体变量：

struct stu{    char *name;  //姓名    int num;  //学号    int age;  //年龄    char group;  //所在学习小组    float score;  //成绩} stu1, stu2;
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如果只需要 stu1、stu2 两个变量，后面不需要再使用结构体名定义其他变量，那么在定义时也可以不给出结构体名，如下所示：

struct{  //没有写 stu    char *name;  //姓名    int num;  //学号    int age;  //年龄    char group;  //所在学习小组    float score;  //成绩} stu1, stu2;
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这样的写法很简单，但是因为没有结构体名，后面就没法用该结构体定义新的变量了。

理论上讲结构体的各个成员在内存中是连续存储的，和数组非常类似，例如上面的结构体变量 stu1、stu2 的内存分布如下图所示，共占用 4+4+4+1+4 = 17 个字节。但是在编译器的具体实现中，各个成员之间可能会存在空隙，C语言中，结构体大小的内存分配，参考于这片文章：C语言中结构体大小计算即存储分配

这里我在做下总结：

运算符sizeof可以计算出给定类型的大小，对于32位系统来说，sizeof(char) = 1; sizeof(int) = 4。基本数据类型的大小很好计算，我们来看一下如何计算构造数据类型的大小。

　　C语言中的构造数据类型有三种：数组、结构体和共用体。

　　数组是相同类型的元素的集合，只要会计算单个元素的大小，整个数组所占空间等于基础元素大小乘上元素的个数。

　　结构体中的成员可以是不同的数据类型，成员按照定义时的顺序依次存储在连续的内存空间。和数组不一样的是，结构体的大小不是所有成员大小简单的相加，需要考虑到系统在存储结构体变量时的地址对齐问题。看下面这样的一个结构体：

　　struct stu1　　{　　int i;　　char c;　　int j;　　}；
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　　先介绍一个相关的概念——偏移量。偏移量指的是结构体变量中成员的地址和结构体变量地址 的差。结构体大小等于最后一个成员的偏移量加上最后一个成员的大小。显然，结构体变量中第一个成员的地址就是结构体变量的首地址。因此，第一个成员i的偏 移量为0。第二个成员c的偏移量是第一个成员的偏移量加上第一个成员的大小（0+4）,其值为4；第三个成员j的偏移量是第二个成员的偏移量加上第二个成 员的大小（4+1）,其值为5。

　　实际上，由于存储变量时地址对齐的要求，编译器在编译程序时会遵循两条原则：一、结构体变量中成员的偏移量必须是成员大小的整数倍（0被认为是任何数的整数倍） 二、结构体大小必须是所有成员大小的整数倍。

　　对照第一条，上面的例子中前两个成员的偏移量都满足要求，但第三个成员的偏移量为5，并不是自身(int)大小的整数倍。编译器在处理时会在第二个成员后面补上3个空字节，使得第三个成员的偏移量变成8。

　　对照第二条，结构体大小等于最后一个成员的偏移量加上其大小，上面的例子中计算出来的大小为12，满足要求。

　　再看一个满足第一条，不满足第二条的情况：

　　struct stu2　　{　　int k;　　short t;　　}；
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　　成员k的偏移量为0；成员t的偏移量为4，都不需要调整。但计算出来的大小为6，显然不 是成员k大小的整数倍。因此，编译器会在成员t后面补上2个字节，使得结构体的大小变成8从而满足第二个要求。由此可见，大家在定义结构体类型时需要考虑 到字节对齐的情况，不同的顺序会影响到结构体的大小。对比下面两种定义顺序

　　struct stu3　　{　　char c1;　　int i;　　char c2;　　}　　struct stu4　　{　　char c1;　　char c2;　　int i;　　}
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　　虽然结构体stu3和stu4中成员都一样，但sizeof(struct stu3)的值为12而sizeof(struct stu4)的值为8。

　　如果结构体中的成员又是另外一种结构体类型时应该怎么计算呢？只需把其展开即可。但有一点需要注意，展开后的结构体的第一个成员的偏移量应当是被展开的结构体中最大的成员的整数倍。看下面的例子：

　　struct stu5　　{　　short i;　　　　struct{　　  char c;　　  int j;　　} ss;　　　int k;　　}
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　　结构体stu5的成员ss.c的偏移量应该是4，而不是2。整个结构体大小应该是16。

　　如何给结构体变量分配空间由编译器决定，以上情况针对的是Linux下的GCC。其他平台的C编译器可能会有不同的处理，看到这里估计还是有些同学不太明白，多看几遍，领悟领悟，就好啦！