36深入理解C指针之---结构体的内存处理

　　一、有关结构体的内存处理包括，结构体指针和结构体成员指针的内存分配、结构体成员的数据对齐、结构体的内存释放

　　　　1、定义：与自定义数据类型（结构体）有关的内存分配、大小和释放问题

　　　　2、特征：

　　　　　　1）、用内存分配函数malloc()和释放free()和长度测试strlen()函数完成相关的内存操作工作；

　　　　　　2）、为不含有指针成员结构体分配内存时，与普通类型分配的方式是一样的；

　　　　　　3）、释放不含有指针成员结构体内存时，与普通内存释放也是一样的；

　　　　　　4）、为含有指针成员结构体分配内存时，必须先分配整个结构体的内存，再申请结构体指针成员的内存；

　　　　　　5）、释放含有指针成员结构体内存时，必须先释放所有结构体指针成员的内存，再释放结构体内存；

　　　　　　6）、结构体需要的内存大小和实际分配的大小可能会有所偏差；

　　　　　　7）、使用结构体指针访问是需要特别留心，尽量避免访问到结构体成员中的额外空白内存；

　　　　　　8）、释放不含有指针成员结构体内存时，与普通内存释放也是一样的；

　　　　　　9）、为含有指针成员结构体分配内存时，必须先分配整个结构体的内存，再申请结构体指针成员的内存；

　　　　　　10）、释放含有指针成员结构体内存时，必须先释放所有结构体指针成员的内存，再释放结构体内存；

　　　　3、结构体的内存分配应用：

　　　　　　1）、结构体指针需要手工分配内存

　　　　　　2）、结构体中还有指针成员需要手工分配内存

　　　　　　3）、必须先分配结构体内存，再分配成员内存

  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  #include <string.h>
  #include <stdbool.h>

  int main(int argc, char **argv)
  {
      typedef struct _student{
          char *name;
         char *address;
         int age;
         short id;
         bool sex;
     } Student;

     Student stu;
     stu.name = (char *)malloc(strlen("zhangsan") + );
     strcpy(stu.name, "zhangsan");
     stu.address = (char *)malloc(strlen("jiangxijiujiang") + );
     strcpy(stu.name, "jiangxijiujiang");
     stu.age = ;
     stu.id = ;
     stu.sex = true;

     printf("stu inf: ");
     printf("stu.name: %s\n", stu.name);
     printf("stu.address: %s\n", stu.address);
     printf("stu.age: %d\n", stu.age);
     printf("stu.id: %d\n", stu.id);
     printf("stu.sex: %d\n", stu.sex);
     printf("\n");

     Student *ptrStu;
     ptrStu = (Student *)malloc(sizeof(Student));
     ptrStu->name = (char *)malloc(strlen("lisi") + );
     strcpy(ptrStu->name, "lisi");
     ptrStu->address = (char *)malloc(strlen("jiangxishangrao") + );
     strcpy(ptrStu->address, "jiangxishangrao");
     ptrStu->age = ;
     ptrStu->id = ;
     ptrStu->sex = false;

     printf("ptrStu inf: ");
     printf("ptrStu.name: %s\n", ptrStu->name);
     printf("ptrStu.address: %s\n", ptrStu->address);
     printf("ptrStu.age: %d\n", ptrStu->age);
     printf("ptrStu.id: %d\n", ptrStu->id);
     printf("ptrStu.sex: %d\n", ptrStu->sex);
     printf("\n");
     free(ptrStu->name);
     free(ptrStu->address);
     free(ptrStu);

     return ;
 }

　　代码说明：

　　　　　　1）、第7-14行定义结构体Student，结构体中有指针成员变量；

　　　　　　2）、第16行声明普通结构体变量stu；

　　　　　　3）、第17行为结构体变量stu的指针成员变量name申请内存空间，第19行为address申请内存空间；

　　　　　　4）、第18行为结构体变量stu的指针成员变量name复制内容，使用字符串复制操作实现，第20行为address复制内容；

　　　　　　5）、第33行声明指针结构体变量ptrStu；

　　　　　　6）、第34行为指针结构体变量ptrStu申请内存空间；

　　　　　　7）、第35行为结构体变量ptrStu的指针成员变量name申请内存空间，第37行为address申请内存空间；

　　　　　　8）、第36行为结构体变量ptrStu的指针成员变量name复制内容，使用字符串复制操作实现，第38行为address复制内容；

　　　　　　9）、结构体指针变量的成员访问符号，一般使用ptrStu->name,偶尔见到有人使用(*ptrStu).name，建议使用前者；

　　　　4、结构体的内存大小和对齐应用：

　　　　　　1）、结构体中成员变量的大小影响结构体的大小

　　　　　　2）、结构体中成员变量的类型影响结构体的大小

　　　　　　3）、结构体中成员变量的声明顺序影响结构体的大小

  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  #include <string.h>
  #include <stdbool.h>

  int main(int argc, char **argv)
  {
      typedef struct _student1{
          char *name;
         char *address;
         int age;
         short id;
         bool sex;
         char se0;
     } Student1;

     typedef struct _student2{
         char *name;
         char *address;
         int age;
         bool sex;
         short id;
         char se0;
     } Student2;

     typedef struct _student3{
         char se0;
         char *name;
         bool sex;
         char *address;
         int age;
         short id;
     } Student3;

     Student1 *ptrStu1;
     printf("Student1 size: %d\n", sizeof(Student1));
     printf("Student2 size: %d\n", sizeof(Student2));
     printf("Student3 size: %d\n", sizeof(Student3));

     return ;
 }

　　代码结果为：

Student1 size:
Student2 size:
Student3 size: 

　　代码说明：

　　　　　　1）、Student1、Student2和Student3的成员类型及大小是完全一样；

　　　　　　2）、Student1、Student2和Student3的成员声明的顺序不完全一样；

　　　　　　3）、结构体大大小完全不一样；

　　　　　　4）、name指针大小为8个字节，同样address为8个字节，age大小为4个字节，id为2个字节，sex为1个字节，se0为1个字节；

　　　　　　5）、按照说明4完全成立，Student1和Student2和Student3大小应该都是24个字节；

　　　　　　6）、结构体中成员变量间存在着内存对齐，基本规则就是下个成员的大小决定上个成员的内存结束位置，至少是下个成员大小的整数倍,最终大小是4或8的倍数；

　　　　　　7）、结构体Student1中name：8, address ： 8, age ：4, id ： 2, sex ： 1, se0：1，共计24字节；

　　　　　　8）、结构体Student2中name：8, address ： 8, age ：4, sex ： 1,id ： 2,  se0：1，共计32字节；

　　　　　　9）、结构体Student3中se0：1，name：8, sex ： 1,address ： 8, age ：4, id ： 2, 共计40字节；

　　　　5、结构体的内存释放应用：

　　　　　　1）、参加3的应用部分

　　　　6、结构体数组的应用：

　　　　　　1）、声明数组时，指定数据类型为结构体类型即可

　　　　7、位结构体的应用，主要应用于需要按位访问数据时，位结构更加方便与快捷：

　　　　　　1）、声明结构体时，与其他结构体的声明方式完全相同；

　　　　　　2）、结构体中的数据类型只能是unsigned或signed，当成员长度为1时，默认是unsigned；

　　　　　　3）、位结构的成员变量的顺序是位排列的顺序；　

　　　　　　4）、位结构的成员变量不能是指针或数组类型；

　　　　　　5）、位结构的总长度是所有成员定义的位数之和，可以超过2个字节；

　　　　　　6）、位结构的使用方法与其他结构使用方式一样，也可以与其他结构一起使用；

　　　　　　7）、位结构变量可以是指针或数组变量