C语言结构体(struct)用法的详解

粉丝问答

有个粉丝在群里问了这样一个问题，问题在图中已经标出，如下图。

DQuestsion

头文件的结构体的定义为：

typedef struct{
 u8  bmRequestType; 
 u8  bRequest; 
 u16 wValue; 
 u16 wIndex; 
 u16 wLength; 
}USB_Request_Header_t;

虽然粉丝最后都理解了，但是仍想趁着这个机会整理一下结构体的用法，希望能够对刚入行的童鞋们有所帮助。

结构体

在实际的开发过程中，一组数据往往具有不同的数据类型，此时数组是不能够满足需求了。因为数组中各元素的类型必须是一致的。为了解决这个需求，C中给出了另一种数据类型-结构体，每一个成员可以是任意一种数据类型。

定义一个结构体的类型为：

struct 结构名 {
  成员列表
};

其中struct后面的叫做结构体名，而struct 结构名叫做结构体类型，只有结构体类型才可以定义变量，结构体名是不能定义变量的。注意}后面是需要加;的。

struct stu {XXX};

stu stu1;        //fail
struct stu stu1; //true

三种结构体类型变量说明

结构变量有以下三种方式。

1. 先定义结构，再定义结构变量

struct stu{
  int age;
};

struct stu stu1; //定义了变量stu1

2. 定义结构体类型的同时说明变量

struct stu{
  int age;
}stu1;

3. 直接说明结构变量

struct {
  int age;
}stu1;

这种方法和第一种方法相比，就是省略了结构体名，而省略的结构体名，就无法组合结构体类型了，而无这种结构体类型，自然就不能再定义这种结构体类型的变量了。

这种结构体也被称为匿名结构体，即没有结构体名。匿名结构体通常作为结构体成员的一个变量去使用。如下：

struct stu{
  int age;
  struct {
    int month;
  }birthday;
}stu1;

sut1.birthday.month = 10; //用法

结构体成员表示方法

struct stu stu1, *pstu1;
pstu1 = &stu1;

stu1.age     = 10;  //true
(&stu1)->age = 10;  //true
pstu1->age   = 10;  //true
(*pstu1).age = 10;  //true
*pstu1.age   = 10;  //fail

如果对变量访问成员，则使用.运算符，如果是对指针访问成员则使用->运算符。

上例中除了最后一个都是对的。因为.运算符的优先级高于*，所以会先执行pstu1.age，而pstu1是一个指针，不可以使用.运算符去访问，需要正确使用->运算符访问。所以最终会报错。

结构体指针做参数

struct stu stu1;
void fun(struct stu *val);
fun(&stu1);

在这里也有新手误解的地方，在函数入参这一块，传入的是一个指针，并不是说外部一定要先定义一个指针变量struct stu *xxx，然后把xxx传进去。就像下面一样。

struct stu stu1;
struct stu *p_stu1 = &stu1;
fun(p_stu1);

结构体初始化

定义变量的同时初始化

struct stu{
  int age;
}stu1 = {18};

先定义在初始化

struct stu stu1,stu2;
stu1.age = 18;
stu2 = stu1;  //结构体之间可以直接赋值

常用初始化

在开发过程中，一个结构体之间会存在若干成员，极其复杂。这个时候通常是将成员全部清零，然后再对需要的成员进行构造。

struct stu stu1;
memset(&stu1, 0 ,sizeof(stu1));
XXX_Init(&stu1.xxx);

typedef与struct

常规定义结构体类型需要用struct 结构名的方式，比较繁琐。所以结构体定义往往与typedef相结合使用。

如果使用下面这种方法，结构体名我通常是省略的，因为我已经不打算使用struct方式定义变量了。

typedef struct _stu{
  int age;
}STU;

此时STU就等价于struct _stu，只不过换了个名字。

struct _stu stu1;  //true
STU stu2;          //true
struct STU stu3;   //fail,多了struct
_stu stu4;         //fail,缺少struct

前置声明

在定义结构体的时候，往往会碰到这种情况，结构体成员中需要用到此结构体的类型。首先下面定义是正确的，如下：

struct stu {
  int age;
  struct stu stu2;
}stu1;

如果和typedef一块使用，然后用重新定义的类型。就需要前置声明。

typedef struct stu STU;
struct stu{
  int age;
  STU stu2;
};

这样成员变量中就不用struct加结构体名的形式定义了，直接可以用STU定义所需变量。

结构体对齐

结构如何对齐呢，使用的是伪指令#pragma

#pragma pack(push,2)
typedef struct stu {
  char sex;
  int  age;
}STU;
#pragma pack(pop)

2代表是以2个字节对齐的，此时sizeof(STU)等于6，因为sex为char型占1个字节，但是指定了两个字节对齐，所以分配给sex的内存实际有两个字节的空间。

注意字节对齐是以2的n次幂对齐的。即1、2、4、8等。不能是3字节对齐。

END