C 語言結構體與聯合體完整教學：定義、記憶體對齊、指標操作

結構體：異質資料的容器

struct Stu {
    char *name;
    int num;
    int age;
    char group;
    float score;
};

三種宣告變數方式

1. struct Stu s1, s2;
2. 定義時同步宣告：} s1, s2;
3. 匿名結構：struct { ... } s1, s2;（無法複用型別）

記憶體對齊與 sizeof 陷阱

編譯器遵循兩原則：

1. 成員偏移量必為自身大小整數倍
2. 結構體總大小必為所有成員大小整數倍

範例：

struct A { int i; char c; int j; }; // sizeof = 12 (非 9)
struct B { int k; short t; };       // sizeof = 8  (非 6)
struct C { char c1; int i; char c2; }; // sizeof = 12
struct D { char c1; char c2; int i; }; // sizeof = 8  ← 成員重排序省空間

巢狀結構體第一個成員偏移量需對齊到內層最大成員大小整數倍。

成員存取與初始化

struct Stu s = {"Tom", 101, 18, 'A', 92.5}; // 定義時整體初始化
s.age = 19;  // 後續只能逐一賦值
printf("%s %d\n", s.name, s.num);

結構體指標操作

struct Man { char name[20]; int age; };
struct Man m = {"Jack", 30};
struct Man *p = &m;

printf("%s %d\n", m.name, m.age);
printf("%s %d\n", (*p).name, (*p).age);
printf("%s %d\n", p->name, p->age); // 箭號最常用

聯合體：共享記憶體的多重視圖

union Data { int n; char ch; double f; };
union Data u;
u.n = 0x41424344; // u.ch = 'D' (小端模式低位元組)
printf("%zu\n", sizeof(u)); // 8 = max(sizeof(double))

• 所有成員共用同一位址，寫入一個會覆蓋其他。
• 大小 = 最大成員大小（含對齊）。
• 常用於型別轉換、節省記憶體、硬體暇存器映射。

總結比較表