嵌入式Linux 2020-03-23
以下文章来源于strongerHuang ，作者strongerHuang
作者：strongerHuang
公众号：strongerHuang
C语言可谓是编程界的传奇语言，历经几十年，依然排名前列。
本文主要说的是C语言中的结构体，结构体是C语言中重要的一部分内容，也是C语言中常用的一种数据结构。
一、关于结构体在C语言中，结构体（struct）指的是一种数据结构，是C语言中复合数据类型（aggregate data type）的一类。
结构体可以被声明为变量、指针或数组等，用以实现较复杂的数据结构。结构体同时也是一些元素的集合，这些元素称为结构体的成员（member），且这些成员可以为不同的类型，成员一般用名字访问。
结构体的定义如下所示：
struct tag { member-list } variable-list;其中：
- struct为结构体关键字；
- tag为结构体的标志；
- member-list为结构体成员列表，其必须列出其所有成员；
- variable-list为此结构体声明的变量。
在一般情况下：tag、member-list、variable-list这3部分至少要出现2个。
二、结构体常规定义不同的定义，应用在不同场景，所以，我们编程时需要结合实际情况来定义结构体。
方法1：
定义结构体stu，此时结构体相当于一个类型，比如int，如需使用此结构体，方法同int.
struct stu{char aa;short bb;int cc;};struct stu stu1, stu2;
方法2：
定义结构体stu同时定义需要使用的结构体变量stu1, stu2。如后面再需要定义结构体变量，方法同1.
struct stu{char aa;short bb;int cc;}stu1, stu2;struct stu stu3;
方法3：
定义结构体时，结构体名称缺省，同时定义结构体变量stu1，stu2。但后面不可再定义结构体变量。
struct{ char aa; short bb; int cc;}stu1, stu2;提示：
这里不能像上面再定义结构体变量：（以下错误）
struct stu3; struct stu stu3;
三、使用typedef定义结构体这里先简单说下typedef.
在C和C++编程语言中，typedef是一个关键字。它用来对一个数据类型取一个别名，目的是为了使源代码更易于阅读和理解。它通常用于简化声明复杂的类型组成的结构 ，但它也常常在各种长度的整数数据类型中看到，例如size_t和time_t。维基百科
方法4：
使用typedef定义结构体同时，给stu结构体别名STU，后续定义可不用使用struct stu，直接使用STU即可。
typedef struct stu{char aa;short bb;int cc;}STU;STU stu1;
你会发现，其实就是通过关键字typedef，将STU取代了struct stu。
当然，也可以这么用：
struct stu stu1;
上面这种定义就失去了typedef的意思，所以不推荐。
方法5：
使用typedef定义结构体时，省掉结构体第一个别名stu，直接在后面加STU，使用方法同上。
typedef struct{char aa;short bb;int cc;}STU;STU stu1;
方法6：
还有一种符合语法规则，但意义不大的定义方式。
typedef struct stu{char aa;short bb;int cc;};struct stu stu1;
以上这些定义方式算是语法的知识，如果还不懂，请再次复习一下。或者参考《一句话帮你理解typedef的用法》。
四、结构体大小计算
结构体的大小，我相信很多人都没搞明白。实际编程中也是很多地方都在应用，比如：存储、拷贝结构体时都会牵涉到结构体大小的问题。
1.对比两结构体大小，一样吗？
结构体1：
struct stu{ char aa; short bb; char cc;}stu1;结构体2：
struct stu{ char aa; char bb; short cc;}stu2;答案是不一样。程序测试得出sizeof(stu1)=6, sizeof(stu2)=4.编辑注：这里需要考虑程序位数，或者说默认对齐字节数，因为以上答案不完全如此。
2.分析不一样原因
结构体计算要遵循字节对齐原则，一般满足三个准则：
1) 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除；
2) 结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量（offset）都是成员大小的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字节；
3) 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍，如有需要编译器会在最末一个成员之后加上填充字节；
对于上面结构体stu1来说，最大字节：2字节，顺序是 char->short->char：
| 第一个char占一个字节 | 多的这一个补0，只是占位作用 |
| short 刚好占2个字节 | |
| 第二个char也占1个 | 多的这一个补0 |
对于上面结构体stu2来说，最大字节：2字节，顺序是 char->char->short：
| 第一个char占一个字节 | 第二个char占一个字节 |
| short 刚好占2个字节 |
通过上面两个表格，相信你应该明白了，改成4字节的int，原理一样。
更多关于字节对齐的内容可以参考《理一理字节对齐的那些事》。
