C语言：结构体

定义

struct point{
  int x;
  int y;
}p1,p2;

struct point p3;

• struct 后跟的point称为结构标记，这种标识符在C语言中称为Tag
• struct声明定义了一种数据类型，可以将自定义的标识符声明为指定类型的变量，这里p1,p2都是point类型
• 如果在定义结构体类型的同时定义了变量，也可以不必写Tag，但这样就没有办法再次引用这个结构体类型（没有tag）

成员访问与引用

通过.进行结构体的引用

• struct point maxpt = {320, 200};，那么maxpt.x可以访问maxpt的x成员，若有结构体内部的嵌套关系，也可以使用.访问被嵌套的成员
  通过->进行引用
• struct point origin,*pp; 将 pp 定义为一个指向 struct point 类型对象的指针
• pp = &origin，该指针指向origin结构体，然后就可以用(*pp).x, (*pp).y来访问结构体的变量
• (*pp).x 中的圆括号是必需的，因为结构成员运算符.的优先级比*的优先级高。表达式*pp.x 的含义等价于*(pp.x)，因为 x 不是指针，所以该表达式是非法的

C 语言提供了另一种简写方式，假定 p 是一个指向结构的指针，可以用p->结构成员这种形式引用相应的结构成员

假设有一个结构体定义如下：

typedef struct list_ele {
    /**
     * @brief Pointer to a char array containing a string value.
     *
     * The memory for this string should be explicitly allocated and freed
     * whenever an element is inserted and removed from the queue.
     */
    char *value;

    /**
     * @brief Pointer to the next element in the linked list.
     */
    struct list_ele *next;
} list_ele_t;

• list_ele_t *newh = (list_ele_t *)malloc(sizeof(list_ele_t));分配了结构体的空间。但是这样不会给value分配空间

• newh->value = (char *)malloc(sizeof(char) * (strlen(s) + 1));给结构体内的value分配了空间，这样之后才可以对value进行操作

赋值

• 结构体类型之间用赋值运算符是允许的
• 用一个结构体初始化另一个结构体也是允许的
• 将结构体作为函数参数、函数返回值是允许的

一个函数调用分析

struct complex_struct add_complex(struct complex_struct z1, struct
complex_struct z2)
{
  z1.x = z1.x + z2.x;
  z1.y = z1.y + z2.y;
  return z1;
}

struct complex_struct z = { 3.0, 4.0 };
z = add_complex(z, z);

变量z在main函数的栈帧中，参数z1和z2在add_complex函数的栈帧中，z的值分别赋给z1和z2

如果结构体中有char类型的数组，可以使用strcpy函数进行赋值

类型定义

typedef可以建立新的数据类型名，例如，typedef int Length;将 Length 定义为与 int 具有同等意义的名字

比较复杂的类型定义:

typedef int (*PFI)(char *, char *);

该语句定义了类型 PFI 是“一个指向函数的指针，该函数具有两个 char *类型的参数，返回值类型为 int”

typedef有助于分析函数声明，比如下面的声明，可以暴力分析：

void (*signal(int sig, void (*func)(int)))(int);

• 简化声明
  • void (*signal(int sig, func))(int);
  • void (*)(int);
• signal 是一个函数
  • 有两个参数，一个为int类型，一个为指向函数的指针
  • 返回值为指向函数的指针（参数为int，返回值为void）

也可以这样分析：

typedef void (*sighandler_t)(int); 
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler); 

结构体排序的几种方法

通过重载 < 操作符

struct node
{
    int math;
    int chinese;
    bool operator < (const node &a) const
    {   
    	return math<a.math;//math从小到大进行排序
    }
};

自定义sort的cmp函数

对于一个结构体而言，有多个关键字，在使用sort的时候可以针对不同关键字进行排序
比如下面这个结构体node存储数学和语文成绩

struct node
{
	int math;
	int chinese;
}node[N];

仅仅以math为关键字进行排序

boo cmp(node a,node b)
{
	return a.math<b.math;//按照数学成绩从小到大进行排序
}
sort(a,a+n,cmp);

优先以math为关键字排序，当math相等时，以Chinese为关键字排序

boo cmp(node a,node b)
{
	if(a.math!=b.math) return a.math<b.math;
	if(a.chinese!=b.chinese) return a.chinese<b.chinese;
}
sort(a,a+n,cmp);

结构体对齐

• 原则一:数据成员对齐规则:
  • 结构的数据成员，第一个数据成员放在offset为0的地方
  • 以后每个数据成员存储的起始位置要从该成员大小的整数倍开始(比如int在32位机为4字节，则要从4的整数倍地址开始存储)
• 原则二:结构体的总大小，也就是sizeof的结果，必须是其内部最大成员的整数倍，不足的要补齐
• 原则三:如果一个结构里有某些结构体成员，则结构体成员要从其内部最大元素大小的整数倍地址开始存储
  • struct a里存有struct b，b里有char，int， double等元素， 那b应该从8的整数倍开始存储.
• 原则四:对齐参数如果比结构体成员的sizeof值小，该成员的偏移量应该以此值为准。也就是说，结构体成员的偏移量应该取二者的最小值
  • 对齐参数就是#pragma pack(num)中的num值