今日思想：这就是生活啊，连空气里都是金钱的味道！
前言：
本文旨在通过近些年来分析火热的游戏王者荣耀来帮助大家学习结构体，下面是我用AI帮我模拟关于相关知识的王者荣耀的代码。
我们已知的的类型（int 、double、char、short、long、long long等），除了这些有时我们因为描述生活中的事物我们需要创建其他的类型，结构体就顺势而来了。
1.1结构的声明
struct tag
{
member-list;
}variable;
tag：结构体标签；
member：结构体成员；
variable:结构体类型名称；
例如：
struct s
{
int a=10;
int arr[12]={0};
}stu;//也可以写成struct s stu
例子：我们怎么用结构体描述一个学生呢？
//声明
struct student
{
char name[20];//一个汉字等于两个字节
int age;//年龄
char sex[5];//性别
int id[20];//学号
};
//创建和初始化
int main()
{
// 按照结构体成员的顺序初始化
struct student s1={“李白”，40，“男”，“10086”}；
//结构体的使用
printf("%s ",s1.name);//也可以这样写printf("%d ", s1->name);
printf("%d ",s1.age);
........
//指定的顺序初始化
struct student s1={.age=40,.name="李白",.sex="男",.id="10086"};
return 0;
}
在声明结构的时候，可以不完全的声明。例：
struct
{
int a;
char b;
float c;
}x;
struct
{
int a;
char b;
float c;
}a[2],*p;
注意：即使他们的内容一样，但是编译器会认为他们是不同的类型。
所以p=&x会报错。
匿名的结构体只能用一次，除非它重命名。
结构中包含⼀个类型为该结构本身的成员就是结构自引用。
错误示例：
struct Node
{
int data;
struct Node next;
};
分析：结构体中再包含⼀个同类型的结构体变量，这样结构体变量的大小就会无穷的大，是不合理的。
正确示例：
struct Node
{
int data;
struct Node* next;
};
如果掺杂typedef对匿名结构体类型重命名也容易出现问题，示例：
typedef struct
{
int data;
Node* next;
}Node;
原因分析 ：Node是对前面的匿名结构体类型的重命名产生的，但是在匿名结构体内部提前使 ⽤Node类型来创建成员变量，这是不行的。
正确示例：
//定义结构体不要使用匿名结构体了
typedef struct Node
{
int data;
struct Node* next;
}Node;
在一些大厂中计算结体的大小一直是一个热门考点，那么结构体大小怎么得出呢？
示例：
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
int main()
{
printf("%d ", sizeof(struct S1));
return 0;
}
我们一眼看上去结构体的大小是char(1个字节)+int（4个字节）+char(1个字节)=6个字节，那么真的是6个字节吗？
看来事实却不是这样。
结构体的大小是按照结构体对齐规则来得出的。
结构体对齐规则：
1. 结构体的第⼀个成员对齐到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处
2. 其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。
对齐数 = 编译器默认的⼀个对齐数与该成员变量大小的较小值。
- VS 中默认的值为 8
- Linux中 gcc 没有默认对齐数，对齐数就是成员自身的大小
3. 结构体总大小为最⼤对齐数（结构体中每个成员变量都有⼀个对齐数，所有对齐数中最大的）的 整数倍。
4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体成员对⻬到自己的成员中最⼤对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最⼤对齐数（含嵌套结构体中成员的对⻬数）的整数倍。
示例1：
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
int main()
{
printf("%d ", sizeof(struct S1));
return 0;
}
图解：
解读： 根据规则第一个char类型放在0偏移量处，因为int是4个字节vs默认为8，所以最小对齐数为4，因为偏移量4是最小对齐数4的整数倍所以放在偏移量为4上一直往后占4个字节；char是一个字节vs默认为8所以它的最小对齐数是1；根据规则结构体总大小为最⼤对齐数（结构体中每个成员变量都有⼀个对齐数，所有对齐数中最大的）的 整数倍，所以结构体最大对齐数是4，结构体大小为12。
示例2：
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
struct S4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
};
int main()
{
printf("%d ", sizeof(struct S4));
return 0;
}
图解：
解析： 根据规则第一个char类型放在0偏移量处，因为struct s3结构体这个结构体的double是8个字节vs默认为8，所以较小值为8，char是1个字节vs默认是8较小值为1，int是4个字节vs默认为8较小值是4，所以struct s3的最大对齐数是8，整数倍还是8，然后到struct s4的double是8个字节vs默认为8较小值为8，整数倍为16，综上所述struct s4的大小是所有对齐数的最大对齐数的整数倍为32.
1. 平台原因 (移植原因)： 不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定 类型的数据，否则抛出硬件异常。
2. 性能原因： 数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对⻬的内存，处理器需要 作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要⼀次访问。假设⼀个处理器总是从内存中取8个字节，则地址必须是8的倍数。如果我们能保证将所有的double类型的数据的地址都对齐成8的倍数，那么就可以用⼀个内存操作来读或者写值了。否则，我们可能需要执行两次内存访问，因为对象可能被分放在两 个8字节内存块中。
总体来说：结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。
在设计结构体的时候我们又要对齐又要节省空间可以这样做：让占用空间小的成员尽量集中在⼀起。
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
//改成
struct S1
{
char c1;
char c2;
int i;
};
#pragma 这个预处理指令，可以改变编译器的默认对齐数。
#include <stdio.h>
#pragma pack(1)//设置默认对⻬数为1
struct S
{
char c1;
int i;
char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的对⻬数，还原为默认
int main()
{
//输出的结果是什么？
printf("%d ", sizeof(struct S));
return 0;
}
struct S
{
int data[1000];
int num;
};
struct S s = {{1,2,3,4}, 1000}; //结构体传参
void print1(struct S s)
{
printf("%d ", s.num);
} //结构体地址传参
void print2(struct S* ps)
{
printf("%d ", ps->num);
}
int main()
{
print1(s); //传结构体
print2(&s); //传地址
return 0;
}
在上面函数中printf2比printf1好
原因： 函数传参的时候，参数是需要压栈，会有时间和空间上的系统开销。 如果传递⼀个结构体对象的时候，结构体过大，参数压栈的的系统开销比较大，所以会导致性能的下降。
结论：结构体传参的时候，要传结构体的地址。
位段的声明和结构是类似的，有两个不同：
1. 位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int ，在C99中位段成员的类型也可以选择其他类型。
2. 位段的成员名后边有⼀个冒号和⼀个数字。
struct A
{
int _a:2;
int _b:5;
int _c:10;
int _d:30;
};
A就是一个位段类型。
那么位段A占内存多大呢？这就考虑到它的内存分配，
1. 位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char 等类型
2. 位段的空间上是按照需要以4个字节（ int ）或者1个字节（ char ）的方式来开辟的。
3. 位段涉及很多不确定因素，位段是不跨平台的，注重可移植的程序应该避免使用位段。
示例：
struct S
{
char a:3;
char b:4;
char c:5;
char d:4;
};
struct S s = {0};
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;
分析：
1. int 位段被当成有符号数还是⽆符号数是不确定的。
2. 位段中最⼤位的数目不能确定。（16位机器最⼤16，32位机器最⼤32，写成27，在16位机器会 出问题。
3. 位段中的成员在内存中从左向右分配，还是从右向左分配，标准尚未定义。
4. 当⼀个结构包含两个位段，第⼆个位段成员比较大，无法容纳于第⼀个位段剩余的位时，是舍弃 剩余的位还是利用，这是不确定的。
总结： 跟结构相比，位段可以达到同样的效果，并且可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在。
在网络协议中，IP数据报的格式，我们可以看到其中很多的属性只需要几个bit位就能描述，这⾥使用位段，能够实现想要的效果，也节省了空间，这样网络传输的数据报大小也会较小⼀些，对网络的畅通是有帮助的。
位段的几个成员共有同⼀个字节，这样有些成员的起始位置并不是某个字节的起始位置，那么这些位 置处是没有地址的。内存中每个字节分配⼀个地址，⼀个字节内部的bit位是没有地址的。 所以不能对位段的成员使用&操作符，这样就不能使⽤scanf直接给位段的成员输⼊值，只能是先输入放在⼀个变量中，然后赋值给位段的成员。
struct A
{
int _a : 2;
int _b : 5;
int _c : 10;
int _d : 30;
};
int main()
{
struct A sa = {0};
scanf("%d", &sa._b);//这是错误的
//正确的示范
int b = 0;
scanf("%d", &b);
sa._b = b;
return 0;
}
相信你学到这里应该看得懂一开始的模拟王者荣耀的结构体的代码了。
