结构体数组的高效存储和读取方法

# 1. 了解结构体数组的基础

结构体是一种用户自定义数据类型，可以存储不同类型的数据。结构体数组则是由多个结构体组成的数组，在处理多条记录时非常有用。

定义结构体数组时，首先需要定义结构体的字段和数据类型，然后声明一个结构体数组变量，并为其分配内存空间。

// 定义结构体
type Person struct {
    Name string
    Age int
}

// 声明结构体数组
var people [5]Person

在上述代码中，我们定义了一个名为 Person 的结构体，包含 Name 和 Age 两个字段。然后声明了一个包含 5 个 Person 结构体的数组。

结构体数组的使用可以帮助我们更好地组织和管理数据，尤其适合存储多个具有相似属性的对象。在后续章节中，我们将深入探讨如何优化结构体数组的存储和操作。

# 2. 优化结构体数组的存储

在处理大规模数据时，结构体数组的存储优化可以显著提升程序性能。本章将从数据对齐与填充、内存对齐原理以及位域压缩数据等方面讨论如何优化结构体数组的存储。

#### 2.1 数据对齐与填充

数据在内存中存储时需要满足一定的对齐要求，比如 int 类型通常需要4字节对齐，double 类型需要8字节对齐。当结构体中的成员没有按照对齐要求排列时，编译器会自动进行填充，以满足对齐要求。数据对齐的不合理会增加存储空间和访问成员的开销。

考虑以下结构体示例：

struct Student {
    char name[20]; // 20字节
    int age; // 4字节
    double score; // 8字节
};

如果按照顺序声明结构体成员，编译器会在 `age` 后面插入4字节的填充，以满足 double 类型的对齐要求。为了避免填充，可以将 `age` 放在 `name` 后面，从而减少存储空间。

#### 2.2 内存对齐原理

内存对齐是为了提高内存访问效率和硬件对齐要求而设计的。在结构体数组中，如果结构体的大小不是最大成员大小的整数倍，数组中的结构体之间会存在间隙，导致内存浪费。

比如定义结构体 `Node`：

struct Node {
    char data; // 1字节
    int num; // 4字节
};

如果直接存储该结构体的数组，可能会造成内存浪费。

#### 2.3 使用位域压缩数据

位域是一种用于节约内存的技术，能够将结构体中的成员压缩到指定位数的存储空间中。通过合理使用位域，可以降低结构体数组在内存中占用的空间，提高存储效率。

考虑以下结构体示例：

struct Settings {
    unsigned int flag1 : 1; // 1位
    unsigned