C语言《认识结构体》---重点解析内存对齐
1、结构体是由一批数据组合而成的结构型数据。而这些数据又是成员变量，这些变量可以是不同的类型。 2、结构体通常用来表示类型不同但是又相关的若干数据。 3、结构体类型不是又系统定义好的，需要我们自己去定义。C语言只是提供了关键字struct来标识所定义的结构体类型。
二、结构体声明我们定义一个结构体类型，描述一个书的基本信息的时候，有编号，书名，作者，价格等。这些视为成员变量如下：
struct Book { int code;//编号 char name[20];//书名 char author[20];//作者 double price;//价格 };或者描述一个人，有名字，身份证，性别，年龄如下：
struct Pepole { char name[20];//名字 int ID;//身份证号 char sex[10];//性别 int age;//年龄 };注意括号最后的分号不能少些。
（1）、特殊声明特殊声明就是在声明结构的时候，可以做不完全声明，可以把名字省略掉，即匿名结构体类型。看如下：
struct { int code;//编号 char name[20];//书名 char author[20];//作者 double price;//价格 }B; struct { char name[20];//名字 int ID;//身份证号 char sex[10];//性别 int age;//年龄 }*p;注意不能这样写，*p=&x，把x的地址放在指针变量p中，编译器会报警告，它会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型。
三、结构体变量的定义和初始化 （1）、定义初始化例子1 struct Grade { int a; int b; }x1; struct Grade x2; struct Grade x3={a,b};1、如上，先定义一个成绩结构类型，x1表示声明类型的同时定义变量x1。 2、x2表示定义结构体变量x2。 3、x3表示，初始化，定义变量的同时赋初值。
（2）、定义初始化例子2： struct Pepole//类型声明 { char name[20];//名字 char sex[10];//性别 int age;//年龄 }; struct Stu s = {"lihua","男"，"17"};//初始化赋初值 （3）、结构嵌套在结构体里面再套上一个结构体类型。
struct Book { char author[20];//作者 double price;//价格 }; struct Pepole { char name[20];//名字 char sex[10];//性别 int age;//年龄 }p; 对上面进行嵌套如下： struct Book { char name[20];//书名 struct Pepole p; double price;//价格 }n={"C语言"，{"lihua",{"男",17},66};//结构体嵌套初始化赋初值 struct Book m={"C语言"，{"lihua",{"男",17},66};//另一种结构体嵌套初始化赋初值以上的变量都是全局变量。也可以放在main 函数里面创建局部变量，更加安全。
四、结构体自引用 （1）、 结构体自引用概念结构体自引用是在结构体里面，创建一个指向自身类型结构体的指针
（2）、不使用typedef时 struct Grade { int a; struct Grade next; };以上声明是非法的，它是一个无限循环，成员next是一个结构体，内部还会有成员是结构体，构成一个死循环，当然长度也就无法判断。 需要做出更正：
struct Grade { int a; struct Grade *next; };让它变为指针，因为指针长度是确定的，它是一个地址，机器能判断它是4或8字节。因此编译器能判断它的长度。
（3）、使用typedef时 typedef struct { int data; Node* next; }Node;以上是错误的，因为next虽然是一个指针，但这里的Node并没有定义。 typedef是为结构体创建一个别名NODE，可是类型名的作用域是从语句的结尾开始的，在里面是无法使用的，因为没有定义。 我们有三种解决方法：
typedef struct Node//第一种 { int data; struct Node* next; }Node； struct NODE;//第二种 typedef struct NODE Node; struct NODE { int data： Node *next; } struct NODE { int data; struct NODE* next; } typedef struct NODE Node; 五、结构体内存对齐 （1）、结构体内存对齐概念结构体内存对齐是指我们创建一个结构体变量时，会向内存申请所需的空间，用来存储结构体成员的内容。
（2）、结构体内存对齐规则1、结构体的一个成员直接对齐到相对于结构体变量起始位置为0的偏移处。 2、从第二个成员开始，要对齐到某个对齐数的整数倍的偏移处。 3、对齐数：结构体成员自身大小和默认对齐数的较小值。 4、默认对齐数大小：VS默认是8、linux环境上不设对齐数，也就是结构体成员自身大小。 5、最后一步，结构体的总大小，必须是成员里面中最大对齐数的整数倍。
（3）、普通结构体实战练习 struct S2 { char c1; int c2; short i; }; int main() { printf("%d\n", sizeof(struct S2)); return 0; }如果不按规则，我们会想当然会认为这个结构体的大小是7。看下结果：
然而并不是。如下看图解析： 1、我们先求出各个成员的对齐数，char是1，int是4，short是2（和VS对齐数8比取最小值），最大对齐数是4。 2、按规则，第一个成员是char类型，对齐到相对于结构体变量起始位置为0的偏移处。 2、第二个成员是int类型占4个字节，但下一个地址偏移处是1，不是它的整数倍，继续往下找，找到4，就从4开始填4个字节，直到7处停止，最后一个是short类型而下一个地址是从8开始，是2的倍数，填充到9停止。 3、最后一步，此时已经有了10个字节，判断它是否是最大对齐数的整数倍，10不是4的倍数，就往下找到12，所以结构体的大小是12。
（4）、结构体嵌套 （一）、结构体嵌套概念及规则在结构体里面嵌套一个结构体，求此结构体的大小。 规则： 除上面规则外，加上一条：嵌套的结构体要对齐到自己最大的对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。
（二）、嵌套结构体实战练习 struct S2 { char c1; int c2; short i; }s3; struct S4 { char c1; struct S2 s3; double d; }; int main() { printf("%d\n", sizeof(struct S4)); return 0; }如下看图解析：
1、求S4中各个成员的对齐数，char类型是1，因为是嵌套要求它的最大对齐数是4，d是8，所有最大对齐数是8。 2、为了方便起见 我们从1开始（也可以把它想象成从0开始），char占1字节，直接填。 3、第二个成员是嵌套结构体，要对齐到自己最大对齐数的整数倍处，从开始填12个字节，直到15停止，最后一个是double类型对齐数是8，并占8个字节，16符合条件，从它开始填到24。 4、最后一步是判断填完之后是否是所有最大对齐数的整数倍，24是8的倍数符合条件结束。 结果如下：
（5）、修改默认对齐数1、因结构体的字节对齐方式在不同的编译器中不一样，我们可以用预处理命令#pragma pack（n），可以将结构体的变量强制对到某个值为n的字节，这样也可以让我们节省空间。 2、在用完这个命令之后，要在定义这个结构体后加一个取消自定义对齐的命令：#pragma pack（）。 如下例子：
#include <stdio.h> #pragma pack(1)//设置默认对齐数为1 struct S1 { char c1; int m; short i; }; #pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认 int main() { printf("%d\n", sizeof(struct S1)); return 0; }上面按默认对齐算的是12，修改对齐数得到应是1。 结果：