數(shù)組，存儲(chǔ)同類型的復(fù)合類型；結(jié)構(gòu)體，存儲(chǔ)不同類型的復(fù)合類型，用于自定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

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計(jì)算機(jī)中，針對(duì)存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的集合，有著兩種方式，一種是以塊式集中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，這就是數(shù)組的存儲(chǔ)方式，大量同類型的數(shù)據(jù)集中放在一塊；另外一種大量數(shù)據(jù)逐個(gè)分開(kāi)，但其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)項(xiàng)就包括下一個(gè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址，就像一個(gè)方向標(biāo)，指向下一個(gè)數(shù)據(jù)，整體來(lái)看就像連接起來(lái)的表格，所以這種結(jié)構(gòu)被稱為鏈表。

一、數(shù)組和指針

數(shù)組作為順序存儲(chǔ)的典型，存儲(chǔ)相同類型的值，以該類型存儲(chǔ)大小為單位劃分，其長(zhǎng)度就是其容量，可容納多少個(gè)該類型的值在聲明之初就定好了，數(shù)組內(nèi)元素的訪問(wèn)可通過(guò)下標(biāo)進(jìn)行訪問(wèn)(下標(biāo)就是整數(shù)索引，從0開(kāi)始)。

1.1 初探數(shù)組

數(shù)組的常見(jiàn)聲明如下：

type array[size];

數(shù)組常見(jiàn)的聲明就是數(shù)據(jù)類型加，數(shù)組名后面中括號(hào)括起來(lái)數(shù)組大小。在程序中，數(shù)組往往用來(lái)存儲(chǔ)重要數(shù)據(jù)，它們的使用往往需要先進(jìn)行初始化，比較直接的就是用大括號(hào)括起來(lái)的數(shù)值列表對(duì)數(shù)組進(jìn)行初始化(數(shù)值個(gè)數(shù)不得大于數(shù)組大小)。如下：

//完整的初始化
int nums1[4] = {1, 2, 3, 4};
//部分初始化
int nums2[4] = {1, 2};
//C99后支持的新特性，只初始化最后一個(gè)元素
int nums3[4] = {[3] = 4};
//不明確指定數(shù)組大小的聲明初始化
int nums4[] = {1, 2, 3, 4, 5};
//錯(cuò)誤示范
int nums5[4] = {1, 2, 3, 4, 5};
int nums6[4];
//下面這步是非法的
nums6 = {1, 2, 3, 4};

如上，數(shù)組的初始化是在聲明之初就該進(jìn)行了的，而且初始化接受部分的初始化，這種初始化是從數(shù)組第一個(gè)元素開(kāi)始初始化直到用完常量值，剩下的由編譯器自動(dòng)賦以類型零值。上面這種用大括號(hào)括起來(lái)的列表來(lái)對(duì)數(shù)組進(jìn)行初始化，在c++里面被稱為列表初始化，所以這里也這么稱呼吧，方便點(diǎn)。如上面的錯(cuò)誤例子，當(dāng)數(shù)組在初始化時(shí)初始化列表大于數(shù)組容量時(shí)，編譯器直接報(bào)錯(cuò)，而且聲明以后，在后面的語(yǔ)句進(jìn)行列表初始化也是非法的，同樣會(huì)報(bào)錯(cuò)，但可以聲明固定大小的數(shù)組而不初始化。還有如上面nums4這樣不指定size的，聲明初始化以后，其大小就是初始化的列表長(zhǎng)度，也就是說(shuō)nums4的長(zhǎng)度是5。

數(shù)組的使用

數(shù)組是一個(gè)集合，數(shù)組的使用往往就是數(shù)組內(nèi)元素的讀取和寫入，而數(shù)組內(nèi)元素的調(diào)用可以通過(guò)數(shù)組下標(biāo)來(lái)索引該元素，而數(shù)組的下標(biāo)索引從0開(kāi)始。下面是幾個(gè)應(yīng)用方式：

//1
int nums[4] = {1, 2, 3, 4};
scanf("%d", &nums[0]);      //"5"
printf("%d\n", nums[0]);    //"5"

//2
int nums1[4] = {[3] = 10};
printf("%d, %d\n", nums1[0], nums1[3]); //"0, 10"
scanf("%d", &nums[0]);                  //"8"
printf("%d, %d\n", nums1[0], nums1[3]); //"8, 10"

//3
int nums2[4];
printf("%d, %d, %d, %d\n", nums2[0], nums2[1], nums2[2], nums2[3]); //"8, 0, 20, 0"
scanf("%d%d%d%d", &nums2[0], &nums2[1], &nums2[2], &nums2[3]);  //"0 1 2 3"
printf("%d, %d, %d, %d\n", nums2[0], nums2[1], nums2[2], nums2[3]); //"0, 1, 2, 3"

如上面的三個(gè)例子所示，三個(gè)整型數(shù)組，三種狀態(tài)下(完全初始化、部分初始化，只聲明)的讀取和寫入。其實(shí)，數(shù)組的使用，和for這種計(jì)數(shù)循環(huán)天然適配，如下：

int nums[4], i;
//寫入數(shù)據(jù)
for(i = 0;i < 4;i++)
    scanf("%d", &nums[i]);  //逐行輸入"0"、"1"、"2"、"3"
//讀取
for(i=0 ;i < 4; i++)
    printf("%d, ", nums[i]);
//"0, 1, 2, 3,"

調(diào)用數(shù)組元素的另一種方式

上面使用數(shù)組元素的方式是基于下標(biāo)來(lái)進(jìn)行，但也有另一種方式進(jìn)行調(diào)用。數(shù)組名的值，本身就是一個(gè)指針常量，它是數(shù)組第一個(gè)元素的地址，所以，數(shù)組元素的調(diào)用也可以用指針來(lái)進(jìn)行。如下：

int nums[4] = {0, 1, 2, 3};
printf("%d, %d\n", *nums, *(nums + 2)); //"0, 2"

int *p = nums, i;
for(i = 0;i < 4; i++)
    printf("%d, ", *(p + i));           //"0, 1, 2, 3, "

如上使用都是可以的，不過(guò)使用指針要注意的就是*取值符和&取址符，指針本身是指向某地址的變量，而*取值符的作用就是用來(lái)取指針指向地址的值，而取址符對(duì)指針本身往往沒(méi)有多大使用，因?yàn)槭褂脠?chǎng)景往往更關(guān)注指針指向地址的值，這里是想提醒不能把指針當(dāng)做尋常變量那樣使用取址符&。

要注意的，數(shù)組的使用和指針有共通之初，但并非等同于指針。

1.2 多維數(shù)組

在實(shí)際生活中，數(shù)據(jù)集有集合形式，也有矩陣形式，針對(duì)這種種數(shù)據(jù)的處理，C中往往都用數(shù)組進(jìn)行，只是數(shù)組的形式有所不同。集合列表用一維數(shù)組，矩陣用二維數(shù)組，乃至有三維數(shù)組、四維數(shù)組應(yīng)付更復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這部分進(jìn)行的就是對(duì)數(shù)組的學(xué)習(xí)解讀。

二維數(shù)組

數(shù)組的所謂二維三維方面，在這里的體現(xiàn)，用下標(biāo)展示會(huì)更加直觀，如下聲明定義一個(gè)二維數(shù)組：

//完全初始化
int matrix[2][3] = {
    {0, 1, 2},
    {3, 4, 5}
};

//部分初始化
int matrix1[2][3] = {
    {0, 1},
    {3, 4}
};

//不指定數(shù)組大小的聲明初始化
int matrix2[][3] = {
    {0, 1, 2},
    {3, 4, 5}
};

回顧一下，數(shù)組是相同類型元素的列表，一維數(shù)組是一個(gè)簡(jiǎn)單列表，里面存放著同類型的一個(gè)個(gè)常量值，那二維數(shù)組呢？它則是存放著一個(gè)個(gè)一維數(shù)組的另類列表，所以，不去深究數(shù)組內(nèi)的元素，其實(shí)二維數(shù)組和一維數(shù)組乃至多維數(shù)組都是一樣的，它們都是一個(gè)有序列表。

就著上面的結(jié)論來(lái)看上面的例子就簡(jiǎn)單多了，matrix是一個(gè)存放著兩個(gè)數(shù)組的列表，內(nèi)層數(shù)組則存放著三個(gè)整型數(shù)據(jù)。因此，可以在數(shù)組大小范圍已定的情況下，用不足其大小的列表去對(duì)其進(jìn)行初始化，比如matrix1，還有不明確外層數(shù)組數(shù)量的情況用符合內(nèi)層大小的一定個(gè)數(shù)的數(shù)組去對(duì)數(shù)組初始化，比如matrix2(還是有點(diǎn)拗口)。上面的例子也可以改成下面的樣子：

//完全初始化
int matrix[2][3] = { {0, 1, 2},{3, 4, 5} };
int matrix[2][3] = {0, 1, 2, 3, 4, 5};

//部分初始化
int matrix1[2][3] = { {0, 1},{3, 4} };
int matrix1[2][3] = {0, 1, 3, 4};

//不指定數(shù)組大小的聲明初始化
int matrix2[][3] = { {0, 1, 2},{3, 4, 5} };
int matrix2[][3] = {0, 1, 2, 3, 4, 5};

這樣來(lái)看，就比較直觀，實(shí)際上二維數(shù)組的元素也是順序存放的。針對(duì)二維數(shù)組元素的訪問(wèn)，還是使用下標(biāo)的方式比較直觀，但使用指針的方式進(jìn)行訪問(wèn)也是可以的，不過(guò)相對(duì)來(lái)說(shuō)，就形式來(lái)看，比較麻煩，一層疊一層的。

int matrix[2][3] = {0, 1, 2, 3, 4, 5};
int *p = matrix;        //GNU中會(huì)有警告，沒(méi)有在vs嘗試
printf("%d\n", *(p+4)); //"4"
printf("%d\n", *((p+1)+1)); //"2"，這里被計(jì)算器理解成p+2的取值
int (*p1)[3] = matrix;       //定義一個(gè)int [3]類型的指針，初始化其值使其指向matrix
printf("%d, %d\n", *(*p1 + 1), *(*(p1+1)+1));      //讀取二維數(shù)組第一行第二列和第二行第二列的值，輸出"1, 4"

總的來(lái)說(shuō)，二維數(shù)組的指針調(diào)用方式有兩種，一種是當(dāng)做一維數(shù)組的正常偏移調(diào)用，第二種就是聲明一個(gè)指向內(nèi)層數(shù)組類型的指針，并初始化為指向matrix指向地址。因?yàn)?運(yùn)算符的優(yōu)先度要低于[]運(yùn)算符，所以為了表明指針身份，需要把變量名和*運(yùn)算符括起來(lái)；另外，需要重點(diǎn)說(shuō)明的是上面的p1是一個(gè)int [4]類型的指針，(指針，是指向某地址的變量，具體來(lái)說(shuō)是某種類型值的地址)，所以，實(shí)際上類型對(duì)于指針就是束縛，防止它訪問(wèn)的存儲(chǔ)越界從而得到期望以外的值，而int [4]類型也是束縛，可以把這樣的4個(gè)整型連起來(lái)的存儲(chǔ)空間看做一個(gè)單位，現(xiàn)在的指針就指向這么一種單位的地址，當(dāng)它初始化成matrix的地址后進(jìn)行偏移，它實(shí)際上就是以matrix的內(nèi)層數(shù)組為單位進(jìn)行偏移。順便說(shuō)一句，有確定類型的指針也有空類型的指針。

和for循環(huán)配合使用的二維數(shù)組

因?yàn)槎S數(shù)組可以展開(kāi)成一維數(shù)組，所以用循環(huán)調(diào)用就有嵌套和不嵌套的使用，如下：

int matrix[2][3] = {
    {0, 1, 2},
    {3, 4, 5}
};
int i, j, *p = matrix;

//嵌套循環(huán)
for(i = 0;i< 2;i++) {
    for(j = 0;j < 3;j++)
        printf("%d, ", matrix[i][j]);
    printf("\n");
}
//"0, 1, 2, "
//"3, 4, 5, "

//不嵌套循環(huán)，編譯器報(bào)警系列
for(i = 0;i < 6; i++)
    printf("%d, ", *(p + i));
//"0, 1, 2, 3, 4, 5, "

//嵌套循環(huán)
int (*p1)[3] = matrix;
for(i = 0;i<2;i++) {
	for(j=0;j<3;j++)
		printf("%d, ", *(*(p + i) + j));
    printf("\n");
}
//"0, 1, 2, "
//"3, 4, 5, "

多維數(shù)組和二維數(shù)組共通，只不過(guò)是集合往更深一層嵌套，這里就不展開(kāi)了。

1.3 變長(zhǎng)數(shù)組和動(dòng)態(tài)數(shù)組

在日常應(yīng)用中，數(shù)組的長(zhǎng)度往往是固定的，固定的方式各不一，比較常見(jiàn)的，就是使用宏定義定下數(shù)組長(zhǎng)度，而這種數(shù)組往往存儲(chǔ)的就是一個(gè)個(gè)常量數(shù)據(jù)，是日常生活中基本不動(dòng)的數(shù)據(jù)，比如year數(shù)組就該有12個(gè)數(shù)，每個(gè)數(shù)存放每個(gè)月的天數(shù)；week數(shù)組就該存著周日到周一這么幾個(gè)數(shù)值，具體是字符串還是整型數(shù)就看需要了。如下：

#define MONTH 12
#define WEEK 7

//const限定符
const int leap_year[MONTH] = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31};
const char week[WEEK] = {"Sunday", "Monday", "Tuesday", "Wedsday", "Thursday", "Friday", "Saturday"};

除此以外，還可以用整型變量或者整型表達(dá)式來(lái)確定數(shù)組長(zhǎng)度，在C99之前，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)是以整形常量表達(dá)式為數(shù)組確定大小，而不是整型表達(dá)式，這是C99后添加的新特性。其實(shí)就個(gè)人來(lái)看，無(wú)非就是一句語(yǔ)句和兩句語(yǔ)句的區(qū)別。不過(guò)這里也說(shuō)明相對(duì)一詞的重要性，變量，不確定的，但在運(yùn)行程序中它是確定的，也就是相對(duì)程序運(yùn)行來(lái)說(shuō)，它是固定的。這個(gè)就是變長(zhǎng)數(shù)組--VLA。

int sum, a, b;
//輸入a、b值
//c99之前
sum = a * b;
int num[sum];
//c99以后
int num[a*b];

相較于一開(kāi)始就用常量給定區(qū)域的數(shù)組而言，變長(zhǎng)數(shù)組也算是動(dòng)態(tài)數(shù)組了，這種數(shù)組長(zhǎng)度在程序運(yùn)行時(shí)確定的數(shù)組就是動(dòng)態(tài)數(shù)組，反過(guò)來(lái)說(shuō)，運(yùn)行以前確定的，就是靜態(tài)數(shù)組了(因?yàn)槌Ａ烤褪沁\(yùn)行前就確定了的)。除此以外，還有一種動(dòng)態(tài)數(shù)組，這種數(shù)組隨程序需要而確定大小，內(nèi)存空間也是自己申請(qǐng)，使用完畢自己釋放。這種申請(qǐng)的內(nèi)存， 來(lái)自于堆，由于數(shù)組是可以逐層嵌套的，對(duì)于這種數(shù)組就需要自外向里，逐層創(chuàng)建，而釋放則是反過(guò)來(lái)，由里向外逐層釋放。而這種，才是常說(shuō)的動(dòng)態(tài)數(shù)組。

堆區(qū)和棧區(qū)
對(duì)于一個(gè)運(yùn)行程序來(lái)說(shuō)，內(nèi)存常被分為棧區(qū)、堆區(qū)、常量區(qū)、靜態(tài)區(qū)和代碼區(qū)。初始，程序以可執(zhí)行代碼的形式存放在磁盤中，操作系統(tǒng)在運(yùn)行程序的時(shí)候就會(huì)把代碼和靜態(tài)數(shù)據(jù)(如初始化變量)加載到內(nèi)存中，加載完畢后，分配內(nèi)存給運(yùn)行時(shí)棧(存放局部變量、函數(shù)參數(shù)和返回地址，main也是函數(shù))，除此以外，還有著堆內(nèi)存由程序顯式請(qǐng)求分配，對(duì)于數(shù)組、一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(鏈表、散列表、樹(shù)等)都需要堆區(qū)存儲(chǔ)，隨程序運(yùn)行的時(shí)候逐漸變化。

在C語(yǔ)言中，內(nèi)存的顯式請(qǐng)求和顯式釋放都有兩個(gè)專門的函數(shù)--malloc函數(shù)和free函數(shù)，而c++中則是new運(yùn)算符和delete運(yùn)算符申請(qǐng)和釋放。上面兩函數(shù)原型如下：

#include <stdlib.h>
void *malloc(int num);
void free(void *address);
//另外幾個(gè)相關(guān)函數(shù)
void *calloc(int num, int size);
//在內(nèi)存中動(dòng)態(tài)地分配 num 個(gè)長(zhǎng)度為 size 的連續(xù)空間，并將每一個(gè)字節(jié)都初始化為 0。所以它的結(jié)果是分配了 num*size 個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度的內(nèi)存空間，并且每個(gè)字節(jié)的值都是0。
void *realloc(void *address, int newsize);
//該函數(shù)重新分配內(nèi)存，把內(nèi)存擴(kuò)展到 newsize。

malloc函數(shù)的用法，申請(qǐng)num指定字節(jié)的內(nèi)存并返回指向該內(nèi)存的空指針，一般在賦值給特定指針前需要強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換；free則是把a(bǔ)ddress指向的堆內(nèi)存進(jìn)行釋放，沒(méi)有返回值。常見(jiàn)的配合數(shù)組的使用如下：

#include <stdlib.h>
int *p;
p = (int *)malloc(4* sizeof(int));
for(i = 0;i < 4; i++)
	p[i] = i;
for(i = 0;i < 4;i++)
	printf("%d, ", p[i]);
free(p);

如上，申請(qǐng)一個(gè)4整型大小的內(nèi)存空間，在強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換后賦值給整形指針p，這時(shí)候就可以針對(duì)p指針做數(shù)組操作了(指針操作也行)，重點(diǎn)，用完后記得free。

動(dòng)態(tài)二維數(shù)組

上面已經(jīng)有二維數(shù)組的學(xué)習(xí)，所以這里主要是一個(gè)嵌套malloc和free的調(diào)用例子

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    
    int **p, i, j;
    //定義一個(gè)指向指針數(shù)組的指針，并指向能存下3個(gè)整型指針的連續(xù)內(nèi)存
    p = (int **)malloc(3*sizeof(int *));
    //逐層分配空間并賦值
    for (i = 0;i < 3; i++){
        p[i] = (int *)malloc(4*sizeof(int));
        for(j = 0;j < 4;j++)
            p[i][j] = i * 3 + j + 1;
    }
    //從數(shù)組末開(kāi)始讀取值，一行讀取完畢就釋放那一行的內(nèi)存
    for(i = 2;i >= 0;i--){
        for(j=3;j>= 0;j--)
            printf("%d, ", p[i][j]);
        printf("\n");
        free(p[i]);
    }
    //釋放最外層的指針存放內(nèi)存
    free(p);
	return 0;
}
/*輸出
10, 9, 8, 7,
7, 6, 5, 4,
4, 3, 2, 1,
*/

如上，針對(duì)動(dòng)態(tài)二維數(shù)組的內(nèi)存申請(qǐng)和釋放就更能體現(xiàn)二維數(shù)組的性質(zhì)，外層數(shù)組存放內(nèi)層數(shù)組地址，通過(guò)地址訪問(wèn)到該數(shù)組內(nèi)容，而內(nèi)數(shù)組也用下標(biāo)把信息拆分得更加細(xì)致。嗯，雖說(shuō)上面的例子是從數(shù)組最深處開(kāi)始訪問(wèn)并逐漸向外面開(kāi)始釋放，但我正常從第一行內(nèi)層數(shù)組開(kāi)始釋放也沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題，暫時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)什么問(wèn)題，但還是能倒著釋放就倒著來(lái)吧。

1.4 指針的更多形式

指針就一個(gè)功能，指向某個(gè)地址，然后根據(jù)其指向的地址，它就有了不同的稱呼：

• 簡(jiǎn)單指針，指向簡(jiǎn)單的同類型變量，如簡(jiǎn)單數(shù)組；
• 二重指針，指向簡(jiǎn)單指針的指針；
• 指針數(shù)組，存放指針的數(shù)組，其數(shù)組可以賦值給二重指針；
• 函數(shù)指針，指向函數(shù)的指針，就使用上來(lái)看有點(diǎn)像別名，其實(shí)是為了方便調(diào)用的；
• 結(jié)構(gòu)體指針，指向某個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針

1.5 數(shù)組的邊界

數(shù)組是持續(xù)內(nèi)存，在訪問(wèn)內(nèi)部元素的時(shí)候一旦越界，就會(huì)出現(xiàn)意料之外的行為。比如有一個(gè)元素長(zhǎng)度為4的數(shù)組a，但在訪問(wèn)a[4]這種行為的時(shí)候，就屬于明顯的越界，但編譯器并不會(huì)報(bào)錯(cuò)，這種問(wèn)題的爆發(fā)會(huì)出現(xiàn)在程序運(yùn)行的時(shí)候，有時(shí)候會(huì)輸出期望值以外的值，有時(shí)候則會(huì)意外停止。所以這里是做一個(gè)警告，在進(jìn)行下標(biāo)訪問(wèn)的時(shí)候，要注意不能越界，另外像字符串這種字符數(shù)組，要習(xí)慣性地在數(shù)組末尾放置一個(gè)'\0'符。

1.6 數(shù)組和指針的異同

• 從內(nèi)存存儲(chǔ)上看，數(shù)組是同類型元素的集合，是一大塊固定數(shù)量類型的存儲(chǔ)；指針是存儲(chǔ)同類型地址的對(duì)象，根據(jù)系統(tǒng)的不同，其存儲(chǔ)也不同，但其不大于8字節(jié)內(nèi)存
• 從聲明定義上看，數(shù)組的整體定義要在聲明之時(shí)，否則就只能逐一賦值，而指針可以拆開(kāi)進(jìn)行，而且也可以指向不同的地址
• 從使用上看，數(shù)組使用下標(biāo)進(jìn)行元素訪問(wèn)，指針用*運(yùn)算符取值，配合數(shù)組可以進(jìn)行地址偏移

數(shù)組和指針相互區(qū)別相互聯(lián)系，不可分割也不可等同，兩者應(yīng)用場(chǎng)景和使用角度不一樣。

二、結(jié)構(gòu)體

作為復(fù)合類型的重要組成，結(jié)構(gòu)體可以由其他各種數(shù)據(jù)類型組成，共同構(gòu)成一個(gè)表達(dá)特殊意義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也是面向?qū)ο缶幊痰囊粋€(gè)重要出發(fā)點(diǎn)。場(chǎng)景切入，當(dāng)我們要描述一個(gè)對(duì)象的時(shí)候，比如一個(gè)學(xué)生，那我們可以用哪幾個(gè)數(shù)據(jù)？成績(jī)、身高、體重、年級(jí)、班級(jí)，等等皆可，針對(duì)我們需求的場(chǎng)景，抽取重要屬性成結(jié)構(gòu)體，程序需要處理的，就是結(jié)構(gòu)體的屬性數(shù)據(jù)。當(dāng)我們需要做一個(gè)成績(jī)系統(tǒng)，就需要學(xué)生的各科成績(jī)，當(dāng)我們需要做健康檢測(cè)，就需要學(xué)生的身高、體重、視力等數(shù)據(jù)，需求不同，使用的屬性不同。當(dāng)我們確定好一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以后，就是確定了一個(gè)自定義類型，我們可以用這個(gè)類型來(lái)聲明定義需要的變量。結(jié)構(gòu)體的通用形式如下：

struct tag { 
    member-list
    member-list 
    member-list  
    ...
} variable-list ;

上面上面中，member-list就是成員列表，用字符型、整型、浮點(diǎn)型來(lái)填充，其變量名就是結(jié)構(gòu)體tag的屬性名，variable-list就是成員列表，一般來(lái)說(shuō)如果不是聲明為函數(shù)內(nèi)局部變量，都不會(huì)在聲明結(jié)構(gòu)體時(shí)就聲明這種類型的變量，所以一般全局的tag這里都是空留一個(gè)分號(hào)收尾。
結(jié)構(gòu)體的聲明，其實(shí)是用戶自定義了一個(gè)類型，它告訴了編譯器這種類型由哪些數(shù)據(jù)構(gòu)成。

2.1 初始化結(jié)構(gòu)體

結(jié)構(gòu)體是不同類型的集合，數(shù)組是同類型的集合，但類型其實(shí)從內(nèi)存角度上來(lái)說(shuō)，就是劃分字節(jié)和讀取規(guī)則不一樣，兩者都是一大塊內(nèi)存，所以數(shù)組的初始化，很多可以參考數(shù)組。
要初始化一個(gè)結(jié)構(gòu)體，先要聲明一個(gè)結(jié)構(gòu)體，現(xiàn)在就抽取學(xué)生這一對(duì)象作為一個(gè)結(jié)構(gòu)體，抽象其姓名、年齡和成績(jī)作為基本屬性，如下：

struct student {
    char name[10];
    int age;
    float total_score;
};
struct student a = {"Xiao Ming", 14, 89.7};

如上為student結(jié)構(gòu)體的一個(gè)聲明(這個(gè)聲明一般放在所有函數(shù)外面作為全局變量使用)，聲明student類型的a對(duì)象，用的也是括號(hào)初始化。需要注意，C和C++針對(duì)結(jié)構(gòu)體對(duì)象的聲明有點(diǎn)不同，C中進(jìn)行聲明需要添加struct突出結(jié)構(gòu)體類型，c++中則是可選項(xiàng)，可加可不加。
當(dāng)然也可以進(jìn)行聲明，然后逐個(gè)元素進(jìn)行初始化，不過(guò)student的name屬性是數(shù)組，所以它只能在聲明之時(shí)初始化，或者使用strcpy等方法進(jìn)行賦值。

//只聲明不初始化
struct student temp;
temp.name = "Siri";                 //error: assignment to expression with array type
strcpy(temp.name, "Siri");          //使用前要引入頭文件string.h
temp.age = 10;                      //合法
printf("%f\n", temp.total_score);   //"0.000000"，編譯器自動(dòng)初始化為float類型零值

另外初始化的方法還有：

struct student b = {.name = "Xiao Fei",
            .age = 15,
            .total_score = 98.6};

如上面這種方式就是C99和C11后為結(jié)構(gòu)體添加的指定初始化器(designated initializer)，在大括號(hào)內(nèi)用點(diǎn)運(yùn)算符和屬性名標(biāo)識(shí)特定元素，等號(hào)賦值初始化。當(dāng)然也可以部分初始化，這樣的話，沒(méi)有初始化的部分就會(huì)被編譯器自動(dòng)初始化為類型零值。

2.3 訪問(wèn)結(jié)構(gòu)體

目前，關(guān)于結(jié)構(gòu)體屬性的訪問(wèn)，可以使用點(diǎn)運(yùn)算符來(lái)進(jìn)行，如上面的指定初始化器中的用法，點(diǎn)運(yùn)算符加屬性名就可以訪問(wèn)對(duì)應(yīng)屬性，這就有點(diǎn)類似數(shù)組下標(biāo)。實(shí)際上，一般的結(jié)構(gòu)體對(duì)象只有這種訪問(wèn)方式，而結(jié)構(gòu)體指針有著另外的方式來(lái)訪問(wèn)結(jié)構(gòu)體屬性。

struct student *p = &a;
printf("%f\n", p->total_score); //"98.6"

如上，作為指向結(jié)構(gòu)體的指針，適用的訪問(wèn)結(jié)構(gòu)體屬性的方法就是箭頭，突出指針的存在。

2.4 結(jié)構(gòu)體類型衍生

結(jié)構(gòu)體是自定義類型，c中任何類型都可以產(chǎn)生指針和數(shù)組，所以就也有結(jié)構(gòu)體數(shù)組和結(jié)構(gòu)體指針，它們的聲明定義和具體元素的訪問(wèn)沒(méi)有特殊之處，只不過(guò)湊在一起會(huì)讓人一下子有點(diǎn)不適。

struct student stu[3] = {
    {"Xiao Ming", 14, 89.7},
    {"Siri", 11, 80},
    {"Xiao Fei", 88}
}；     
//錯(cuò)誤，這種聲明只能在結(jié)構(gòu)體類型聲明的時(shí)候進(jìn)行，如下

struct student {
    char name[10];
    int age;
    float total_score;
} stu[3] = {
    {"Xiao Ming", 14, 89.7},
    {"Siri", 11, 80},
    {"Xiao Fei", 8}
};
printf("%d\n", stu[2].age); //"8"

//只聲明，后續(xù)可以像數(shù)組只聲明那樣進(jìn)行類似的初始化
struct student stu[4];

上面就是結(jié)構(gòu)體數(shù)組的聲明定義，關(guān)于結(jié)構(gòu)體指針的聲明比較簡(jiǎn)單，就簡(jiǎn)單的類型加*標(biāo)識(shí)即可，然后用同類型普通變量的地址給予賦值就算初始化了。另外結(jié)構(gòu)體數(shù)組的元素調(diào)用用的是下標(biāo)訪問(wèn)，而結(jié)構(gòu)體指針用的是箭頭訪問(wèn)，但當(dāng)指針指向數(shù)組時(shí)，它用的，還是下標(biāo)訪問(wèn)方法。

復(fù)合嵌套

上面從一開(kāi)始，結(jié)構(gòu)體的屬性就納入了數(shù)組這一復(fù)合類型，所以結(jié)構(gòu)體也是可以內(nèi)嵌指針的，而且把數(shù)組改換成指針，也會(huì)方便很多。當(dāng)然，在C語(yǔ)言中，方便與危險(xiǎn)等同，越是簡(jiǎn)單的地方，越容易出事，不過(guò)這里不討論。作為描述對(duì)象的結(jié)構(gòu)體，對(duì)象內(nèi)部也可以有對(duì)象屬性，所以結(jié)構(gòu)體同樣可以嵌套結(jié)構(gòu)體，比如給student拆解名字屬性，名字屬性就可以作為一個(gè)對(duì)象，內(nèi)部填充姓和名，如下：

struct Name {
    char *surname;
    char *name;
};

struct student {
    struct Name name;
    int age;
    float total_score;
};

本來(lái)是想直接把student放前面，Name搞個(gè)前置聲明的，發(fā)現(xiàn)不行，而且結(jié)構(gòu)體的聲明也不能進(jìn)行初始化，還有各種各樣的特性。。。。。。還是c++用多了，總把c的struct當(dāng)做類class。
聲明還是比較簡(jiǎn)單的，下面介紹一下其初始化和使用：

//main內(nèi)
int i;
//普通student對(duì)象
struct student a = {{"Jack", "Chen"}, 25, 100.0};
//student數(shù)組
struct student stu[2] = {
    {{"Hong", "Pan"}, 26, 88},
    {{"Jin", "Jiang"}, 27, 98}
};
//student指針
struct student *p = &a;
printf("name: %s %s\n", a.name.surname, a.name.name);
for(i=0;i<2;i++)
	printf("name: %s %s, score: %.2f\n", stu[i].name.surname, stu[i].name.name, stu[i].total_score);
printf("age: %d\n", p->age);

//聲明student對(duì)象但不初始化
struct student temp;
temp.name.surname="Siri";
temp.name.name="MI";
scanf("%d", &temp.age);         //80
printf("age: %d\n", temp.age);  //"80"

算是比較簡(jiǎn)單的了，具體的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，就看個(gè)人經(jīng)驗(yàn)了。當(dāng)這些個(gè)簡(jiǎn)單的概念組合在一起變得龐大的時(shí)候，就大而化之，關(guān)注最底層的那一部分的特性，往往能更好理解和使用。

2.5 從堆內(nèi)存分配的結(jié)構(gòu)體

上面有介紹過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)組，它是由malloc顯式向堆內(nèi)存申請(qǐng)?zhí)囟ù笮〉目臻g并由free顯式釋放的；同樣的，結(jié)構(gòu)體也可以，應(yīng)該說(shuō)，它往往是這么使用的，當(dāng)它作為一個(gè)重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的時(shí)候。

#include <stdlib.h>

struct student *p;
p = (struct student *)malloc(2*sizeof(struct student));
/*一堆應(yīng)用操作*/
free(p);

其實(shí)這里并不復(fù)雜，但也只是一個(gè)概念的記錄，復(fù)雜的是引入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以后的事，這里篇幅也不夠，只做記錄。

重要的字節(jié)對(duì)齊

先舉一個(gè)例：

struct Name {
    char *surname;
    char *name;
};

struct A {
    int age;
    struct Name name;
    float total_score;
};
struct B {
    int age;
    float total_score;
    struct Name name;
};
printf("A: %d, B: %d\n", sizeof(struct A), sizeof(struct B));
//輸出：A: 32, B: 24
printf("ptr: %d, int: %d, float: %d, Name: %d\n", sizeof(char *), sizeof(int), sizeof(float), sizeof(struct Name));
//輔助數(shù)據(jù)："ptr: 8, int: 4, float: 4, Name: 16"

上面這個(gè)例子，指的是有著同樣屬性的A、B兩個(gè)結(jié)構(gòu)體，卻因?yàn)閷傩缘南群舐暶黜樞虿灰粯?，使得sizeof得到的占用內(nèi)存不一樣。出現(xiàn)這種情況的原因，就是這里要介紹的內(nèi)容--字節(jié)對(duì)齊。

首先，說(shuō)明一下字節(jié)對(duì)齊是如何對(duì)齊。在C中，一個(gè)變量，一塊內(nèi)存，一個(gè)復(fù)合變量，一大塊內(nèi)存，比如數(shù)組，但結(jié)構(gòu)體就不一樣，因?yàn)樗娴氖遣煌愋偷淖兞?，不像?shù)組那樣內(nèi)部元素一致整齊。所以，字節(jié)對(duì)齊，就是針對(duì)結(jié)構(gòu)體而言的一種調(diào)整了。所謂對(duì)齊，就是結(jié)構(gòu)體中所有成員在分配內(nèi)存時(shí)都要向成員中最大那個(gè)對(duì)齊，最大的那個(gè)作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)成員沒(méi)有超出這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，后面緊跟著的也沒(méi)超出這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)加在一起，看看是否到了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，到了就可以新開(kāi)一塊最高標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)存，沒(méi)到就繼續(xù)疊，最后湊起來(lái)的內(nèi)存塊就是最大那塊的倍數(shù)(這里考慮的都是基本類型，不包括復(fù)合類型)。如下：

struct A {
    char a;
    int i;
};

struct B {
    char a;
    char b;
    int i;
};

struct C {
    char a;
    char b;
    char c;
    char d;
    char e;
    int i;
};

struct D {
    char a;
    int i;
    double db;
};

struct E {
    char a;
    int i;
    int i2;
    double db;
};

printf("char: %d, int: %d, double: %d\n", sizeof(char), sizeof(int), sizeof(double));
//"char: 1, int: 4, double: 8"
printf("A: %d, B: %d, C: %d, D: %d\n", sizeof(struct A), sizeof(struct B), sizeof(struct C), sizeof(struct D));
//"A: 8, B: 8, C: 12, D: 16, E: 24"

上面的例子的空間結(jié)構(gòu)大概可以參考如下：
struct A

struct E
|a|空|空|空|i|i|i|i|
|----|----|---|---|---|-|-|-|-|-|
|i2|i2|i2|i2|空|空|空|空|
|db||||||||||
占了24個(gè)字節(jié)

上面都是針對(duì)結(jié)構(gòu)體由簡(jiǎn)單的基本類型進(jìn)行的解讀，如果是復(fù)合類型呢？加進(jìn)去數(shù)組或者其他結(jié)構(gòu)體呢？這種存在就比較特殊，屬于好好的內(nèi)存塊里面凸出去的大頭，就像臉上的粉刺，讓臉看得沒(méi)有那么整潔雅觀。
其實(shí)加進(jìn)去數(shù)組也沒(méi)什么，結(jié)構(gòu)體也是基本類型的集合，雖說(shuō)不至于拆開(kāi)數(shù)組留空，但填補(bǔ)空缺還是夠的，最要命的還是內(nèi)嵌結(jié)構(gòu)體。如下：

struct Name {
    char *surname;
    char *name;
};

struct A {
    int a;
    struct Name name;
    float f;
}sa;
struct B {
    int a;
    float f;
    struct Name name;
}sb;
struct C {
    struct Name name;
    int a;
    float f;
}sc;
printf("ptr: %d, int: %d, float: %d, Name: %d\n", sizeof(char *), sizeof(int), sizeof(float), sizeof(struct Name));
//輔助信息："ptr: 8, int: 4, float: 4, Name: 16"
printf("A: %d, B: %d, C: %d\n", sizeof(struct A), sizeof(struct B), sizeof(struct C));
//"A: 32, B: 24, C: 24"
printf("A: %p, %p\nB: %p, %p\nC: %p, %p\n", &sa.a, &sa.name, &sb.f, &sb.name, &sc.name, &sc.a);
/*輔助性地址信息
A: 00000000004079C0, 00000000004079C8
B: 00000000004079A4, 00000000004079A8
C: 0000000000, 0000000000
*/

上面的例子就是自定義了一個(gè)存放兩個(gè)指針的算是規(guī)整的結(jié)構(gòu)體，然后把它作為大頭放進(jìn)三個(gè)同樣存放基本類型的結(jié)構(gòu)體中，分不同順序來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，直觀點(diǎn)的內(nèi)存結(jié)構(gòu)如下：

struct A

struct B

struct C

字節(jié)對(duì)齊的意義

在沒(méi)有字節(jié)對(duì)齊的時(shí)候，結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存分配和數(shù)組一樣，都貼在一起的，這樣一來(lái)就會(huì)出現(xiàn)那么幾個(gè)數(shù)據(jù)湊成奇數(shù)內(nèi)存塊，而CPU讀取數(shù)據(jù)是根據(jù)數(shù)據(jù)總線來(lái)讀取的，16位數(shù)據(jù)總線可以一次讀取兩字節(jié)的數(shù)據(jù)，32位數(shù)據(jù)總線一次能讀取4字節(jié)數(shù)據(jù)，64位系統(tǒng)則是8字節(jié)數(shù)據(jù)。當(dāng)char型成員和int型成員湊在一起時(shí)為5字節(jié)內(nèi)存，32位系統(tǒng)就沒(méi)辦法一次讀取正確，需要讀取第二次，所以拓展開(kāi)，char成員占4字節(jié)內(nèi)存的一字節(jié)，其余置空，這樣對(duì)于CPU就能每次讀取正確。這算是空間內(nèi)存換取時(shí)間的意思了。字節(jié)對(duì)齊的存在是針對(duì)CPU的讀取效率問(wèn)題。

手動(dòng)字節(jié)對(duì)齊

當(dāng)兩臺(tái)機(jī)器進(jìn)行通信，它們需要使用一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)傳輸信息，那它們采取的字節(jié)對(duì)齊規(guī)則一致就顯得很有必要，這種時(shí)候就可以進(jìn)行手動(dòng)的字節(jié)對(duì)齊規(guī)則調(diào)整。方法有兩種，一種是預(yù)編譯中設(shè)定規(guī)則，另一種就是數(shù)組聲明時(shí)設(shè)定對(duì)齊規(guī)則，如下：

//設(shè)定其后的代碼中字節(jié)對(duì)齊以n為準(zhǔn)
#pragma pack(n)
struct A {
    ...//balabala
};
//設(shè)定其后的代碼中字節(jié)對(duì)齊根據(jù)默認(rèn)進(jìn)行
#pragma pack()


struct B {
    ...
}__attribute__((packed));
//上面的__attribut__是一個(gè)給編譯器看的設(shè)置，重點(diǎn)關(guān)注里面的參數(shù)
//packed參數(shù)，表示按照實(shí)際來(lái)進(jìn)行字節(jié)對(duì)齊，也就是不對(duì)齊

末言

以上僅為個(gè)人參考書(shū)籍博客等資料而后實(shí)驗(yàn)所得，一家之言。