结构体与 C 语言程序性能优化
在 C 语言中，结构体是一种将不同数据类型的数据组合成单个单元的数据结构。合理使用结构体可以大大提高程序的性能，特别是针对数据量较大的场景。
结构体定义
创建一个结构体，需要使用 struct 关键字，如下所示：
struct student {
int id;
char name[20];
float gpa;
};该代码定义了一个名为 student 的结构体，其中包含三个成员：id（整型）、name（字符数组）和 gpa（浮点型）。
使用结构体
可以像使用普通变量一样使用结构体：
struct student s1; // 声明一个名为 s1 的 student 结构体变量 s1.id = 12345; // 访问并修改 s1 的 id 成员
性能优化
在大型数据集中，合理使用结构体可以提高程序性能：
- 减少内存访问：结构体中的所有成员都存储在同一内存块中，减少了对内存的多次访问。
- 提高缓存命中率：由于结构体中的成员相邻存储，因此它们更有可能位于缓存中，从而提高缓存命中率。
- 优化数据传输：在结构体中传递数据比传递多个独立的变量更有效，因为它只需要传输一次。
实战案例
考虑一个存储大量学生记录的程序。传统的做法是使用单独的变量来存储每个字段：
int id[10000]; char name[10000][20]; float gpa[10000];
而使用结构体，可以将这些字段组织成单个数据结构：
struct student students[10000];
在遍历和操作数据时，使用结构体比使用单独的变量效率更高。例如，查询所有具有特定 GPA 的学生的代码如下：
使用单独的变量：
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
if (gpa[i] >= 3.5) {
// 处理具有特定 GPA 的学生
}
}使用结构体：
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
if (students[i].gpa >= 3.5) {
// 处理具有特定 GPA 的学生
}
}通过使用结构体，程序可以一次访问所有相关的字段，减少了内存访问和提高了缓存命中率。
