結構體

結構體

　　結構體是 C 語言主要的自定義類型方案，這篇就來認識一下結構體。

一、結構體的形態

　　C源程序（struct.c）：

#include <stdio.h>

typedef struct{
    unsigned short int a;
    unsigned short int b;
}Data;

int main()
{
    Data c, d;

    c.a = 1;
    c.b = 2;
    d = c;

    printf("d.a:%d\nd.b:%d\n", d.a, d.b);
    return 0;
}

　　賦值部分翻譯後：

    movw    $1, 28(%esp)    # c.a = 1
    movw    $2, 30(%esp)    # c.b = 2
    movl    28(%esp), %eax  #
    movl    %eax, 24(%esp)  # d = c

　　可以看出：

• c.a 是在 28(%esp) 之後的2個字節
• c.b 是在 30(%esp) 之後的2個字節
• c 是 28(%esp) 之後的4個字節
• d 是 24(%esp) 之後的4個字節

　　不得不感嘆名字（結構體名字、子元素名字）再一次被拋棄了，子元素名代表的是相對於結構體的偏移。

二、結構體的複製

　　大一的時候，老師千叮嚀萬囑咐：數組不能複製！，但是當發現下面這個程序正常運行後，我困惑了（block.c）：

#include <stdio.h>

typedef struct{
    char data[1000];
}Block;

Block a={{'a','b','c',}};

int main()
{
    Block b;

    b=a;

    puts(b.data);
    return 0;
}

　　Block a={{'a','b','c',}} 是對 a 的部分初始化， 'c' 後面自動填 0，寫成 Block a={{"abc"}} 也一樣， C 語言對初始化還是很寬容的。

　　上面這個程序居然正常的編譯、運行了，這究竟是怎樣的逆天？看看彙編部分：

leal    24(%esp), %edx
movl    $a, %ebx
movl    $250, %eax
movl    %edx, %edi  # edi = &b
movl    %ebx, %esi  # esi = &a
movl    %eax, %ecx  # ecx = 250
rep movsl

　　我們發現程序確實通過 250 次 movsl 複製了一個"數組"。其原因是：結構體是可以複製的，結構體又可以包括任意類型的子元素，數組也行，所以"數組"也被複制了。

　　那爲什麼純粹的數組就不能複製呢？我們可以這樣去理解：一個變量能被複制的必要條件是我們知道它的大小。結構體做爲自定義類型，在編譯的時候編譯器必然存儲了它的子元素類型、個數等相關信息，結構體的大小也就知道了；而數組一般只在乎它的類型和起始地址，元素個數總是被忽視的（例如： void func(char s[]) 可接受任何長度的字符數組做參數），而且元素個數也沒有被當做數組的一部分存入內存，所以數組的複製是不好實現的。

小結

　　如果給結構體下一個實在點的定義話，那就是： 有格式的字節數組。有了結構體後 C 語言的變量類型就豐富多了，但是同時也要注意：

1. 超過 4 字節的結構體不宜做參數（參數傳遞浪費時間、空間），換做指針更好。
2. 超過 4 字節的結構體不宜做返回值類型（話說一般返回值都用 eax 來存，那麼超過 4 字節的時候怎麼存呢？自己去探索吧！）。