C 語言結構體完全指南：定義、聲明分離、typedef、對齊、位域、多文件項目組織

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結構體定義與聲明分離

// header.h
#ifndef HEADER_H
#define HEADER_H
struct Student; // 前向聲明 (不完整類型)
void input_student(struct Student *s);
void print_student(const struct Student *s);
#endif

// student.c
#include "header.h"
struct Student { char name[20]; int age; float score; };
void input_student(struct Student *s) { scanf("%s %d %f", s->name, &s->age, &s->score); }
void print_student(const struct Student *s) { printf("%s %d %.1f\n", s->name, s->age, s->score); }

// main.c
#include "header.h"
int main() {
    struct Student s;
    input_student(&s);
    print_student(&s);
    return 0;
}

typedef 簡化類型名

typedef struct {
    char name[20];
    int age;
} Student;

Student s1 = {"Alice", 20};
Student s2 = s1; // 整體賦值合法
s1.age = 21;     // 修改副本不影響 s2

結構體對齊與大小計算

struct A { char c; int i; };     // 8 字節 (c+3填充+i)
struct B { int i; char c; };     // 8 字節 (i+c+3填充)
struct C { double d; char c; };  // 16 字節 (d(8)+c(1)+7填充) - 最大對齊 8
#pragma pack(1)
struct D { char c; int i; };     // 5 字節 (無填充)
#pragma pack()

位域優化存儲

struct Flags {
    unsigned int ready : 1;
    unsigned int error : 1;
    unsigned int mode  : 2; // 0-3
    unsigned int reserved : 28;
}; // 總共 4 字節

柔性數組成員

struct Buffer {
    size_t len;
    char data[]; // C99 柔性數組，必須為最後一個成員
};
struct Buffer *buf = malloc(sizeof(struct Buffer) + 100);
buf->len = 100; // 使用 buf->data[0..99]