漫談c語言結構體

在此，我會圍繞以下2個問題來分析和應用C語言結構體：

1.C語言中的結構體有何作用

2.結構體成員變量內存對齊有何講究(重點)

對于一些概念的說明，我就不把C語言教材上的定義搬上來。我們坐下來慢慢聊吧。

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1.結構體有何作用

三個月前，教研室里一個學長在華為南京研究院的面試中就遇到這個問題。當然，這只是面試中最基礎的問題。如果問你你怎么回答？

我的理解是這樣的，C語言中結構體至少有以下三個作用：

(1)有機地組織了對象的屬性。

比如，在STM32的RTC開發中，我們需要數據來表示日期和時間，這些數據通常是年、月、日、時、分、秒。如果我們不用結構體，那么就需要定義6個變量來表示。這樣的話程序的數據結構是松散的，我們的數據結構最好是“高內聚，低耦合”的。所以，用一個結構體來表示更好，無論是從程序的可讀性還是可移植性還是可維護性皆是：

typedefstruct//公歷日期和時間結構體

{

vu16 year;

vu8 month;

vu8 date;

vu8hour;

vu8min;

vu8sec;

}_calendar_obj;

_calendar_objcalendar;//定義結構體變量

(2)以修改結構體成員變量的方法代替了函數(入口參數)的重新定義。

如果說結構體有機地組織了對象的屬性表示結構體“中看”，那么以修改結構體成員變量的方法代替函數(入口參數)的重新定義就表示了結構體“中用”。繼續以上面的結構體為例子，我們來分析。假如現在我有如下函數來顯示日期和時間：

voidDsipDateTime(_calendar_objDateTimeVal)

那么我們只要將一個_calendar_obj這個結構體類型的變量作為實參調用DsipDateTime()即可，DsipDateTime()通過DateTimeVal的成變量來實現內容的顯示。如果不用結構體，我們很可能需要寫這樣的一個函數：

voidDsipDateTime(vu16 year，vu8 month，vu8 date，vu8hour，vu8min，vu8sec)

顯然這樣的形參很不可觀，數據結構管理起來也很繁瑣。如果某個函數的返回值得是一個表示日期和時間的數據，那就更復雜了。這只是一方面。

另一方面，如果用戶需要表示日期和時間的數據中還要包含星期(周)，這個時候，如果之前沒有用機構體，那么應該在DsipDateTime()函數中在增加一個形參vu8week：

voidDsipDateTime(vu16 year，vu8 month，vu8 date，vu8week，vu8hour，vu8min，vu8sec)

可見這種方法來傳遞參數非常繁瑣。所以以結構體作為函數的入口參數的好處之一就是

函數的聲明voidDsipDateTime(_calendar_objDateTimeVal)不需要改變，只需要增加結構體的成員變量，然后在函數的內部實現上對calendar.week作相應的處理即可。這樣，在程序的修改、維護方面作用顯著。

typedefstruct//公歷日期和時間結構體

{

vu16 year;

vu8 month;

vu8 date;

vu8 week;

vu8hour;

vu8min;

vu8sec;

}_calendar_obj;

_calendar_objcalendar;//定義結構體變量

(3)結構體的內存對齊原則可以提高CPU對內存的訪問速度(以空間換取時間)。
并且，結構體成員變量的地址可以根據基地址(以偏移量offset)計算。我們先來看看下面的一段簡單的程序，對于此程序的分析會在第2部分結構體成員變量內存對齊中詳細說明。