当前位置 博文首页 > dongbo_aaa的博客：自定义类型：结构体、枚举与联合
结构体
1、结构体的声明
基础知识：结构是一些值的集合，这些值称为成员变量，结构的每个成员可以是不同的变量。
结构体也是一种类型。
结构的声明：
struct tag //struct 关键字 tag 名称（标签）（可以但不建议省略）
{
member_list; //成员不能为空（C语言中）
}variable_list; //可以省略举个例子：
struct Stu //描述一个学生
{
char name[20];
int age;
char sex[5];
char id[20];
}; //注意：分号不能丢特殊的声明：
在声明结构的时候，可以不完全的声明
比如：
struct
{
int a;
char b;
float c;
}x;
struct
{
int a;
char b;
float c;
}a[20],*p; //这两个都为匿名结构体类型，省略了结构体标签（tag）p=&x;合法吗？
答案是非法的，，，因为编译器会把上面的两个声明当成是完全不同的两个类型。
2、结构的成员
结构的成员可以是标量、数组、指针、甚至是其他结构体。
结构体成员的访问：
结构体变量访问成员是通过点操作符（.）访问的。
如上述的结构体：
struct S s;
strcpy(s.name,"zhangsan");
s.age = 20;但有时候我们得到的不是一个结构体变量，而是指向一个结构体的指针，那么则应该这样访问：
struct S
{
char name[20];
int age;
}s;
void print(struct S* ps)
{
printf("name=%s age=%d\n", (*ps).name, (*ps).age);
printf("name=%s age=%d\n", ps->name, ps->age);
}3.结构的自引用
结构中包含一个类型为该结构本身的成员。
例如：
typedef struct Node
{
int date;
struct Node* next;
}Node;结构的不完整声明：
若两个结构体互相包含，且要正常使用，则需要这样：
struct B;
struct A
{
int _a;
struct B* pb;
};
struct B
{
int _b;
struct A* pa;
};4.结构体变量的定义和初始化
定义的时候有两种方式：
①声明类型的同时定义变量； ?②直接定义结构体变量；
struct Point //①
{
int x;
int y;
}p1;
struct Point p2; //②初始化：定义变量的同时赋初值
struct Point p3 = { x, y };
struct Stu //类型声明
{
char name[15];
int age;
};
struct Stu s = { "zhangsan", 20 }; //初始化结构体还可以嵌套初始化：
struct Node
{
int date;
struct Point p;
struct Node* next;
}n1 = { 10, { 4, 5 }, NULL };
struct Node n2 = { 20, { 5, 6 }, NULL };5.结构体内存对齐
首先我们要知道为什么要存在内存对齐?
①平台原因（移植原因）：
不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。
②性能原因：
数据结构（尤其是栈）应该尽可能的在自然边界上对齐。
原因是要访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问只需要一次。
结构体的对齐规则（重要）：
1.第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处（所以结构体成员的第一个元素你需要内存对齐，默认对齐）；
2.其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。 ? ? 对齐数：编译器默认的一个对齐数与该成员大小得到较小值； ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?VS中默认为8 ? ? ? Linux中默认为4
3.结构体总大小为最大对齐数（每个成员变量都有一个对齐数）的整数倍。
4.如果嵌套了结构体，嵌套的结构体对齐到自己最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小为所有最大对齐数的整数倍。
当我们了解了结构体的内存对齐后，就要来计算结构体的大小了：
来看几个例子：
//练习1
struct S1
{
char c1; //偏移量为1
int i; //大小为4，所以需要对齐，所以总大小为1+3+4
char c2; //大小为1，不需要对齐 1+3+4+1
}; //所以总大小为最大对齐数的倍数： 12
printf("%d\n", sizeof(struct S1));//练习2
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
}; //这次的结果是8 只是变换了一下成员的位置，结果就不一样，正好说明了结构体的对齐规则
printf("%d\n", sizeof(struct S2)); //练习3
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
}; //按照规则，结果为16
printf("%d\n", sizeof(struct S3));下面来一个复杂的，结构体嵌套：
//练习4
struct S4
{
char c1; //1+3
struct S3 s3; //由上可知 16
double d; //8
}; //∴ 1+3+16+8=28 但要满足总大小为最大对齐数的倍数 ∴结构体总大小为32
printf("%d\n", sizeof(struct S4));总的来说：结构体的内存对齐就是用空间来换取时间。
扩展：
#pragma pack()这个可以用来修改编译器默认的对齐数；
括号中只能是1、2、4、8； 若括号中什么都不写，表示恢复默认。
结构体在传参的时候不发生降维；且尽量不要直接传结构体变量，而应该传结构体指针。
位段
位段的声明和结构是类似的，但有两个不同：
①位段的成员必须是int,unsigned int,signed int。
②位段的成员名后边有一个冒号和数字。
如：
struct A
{
int _a : 2;
int _b : 5;
int _c : 10;
int _d : 30;
}; //因为它的单位是比特位，所以它的大小是8位段的内存分配：
①位段的成员可以是int,unsigned int,signed int或者是char（属于整形家族）类型；
②位段的空间上是按照需要以4个字节（int）或者一个字节（char)的方式来开辟的；
③位段涉及很多不确定因素，位段是不跨平台的，注重可移植的程序尽量避免使用位段。
位段的跨平台问题：
①int位段被当成是有符号数还是无符号数是不确定的；
②位段中最大位的数目不能确定；
③位段中的成员在内存中从左行右分配，还是从右向左标准尚未定义；
④当一个结构包含两个位段，第二个位段成员比较大，无法容纳于第一个位段剩余的位时，是舍弃剩余的位还是利用，也不确定。
总结：位段跟结构相比，可以达到同样的效果，还可以节省空间，但是有跨平台的问题存在。
枚举
枚举其实就是把可能的取值一一列举；
这里就不介绍枚举了，我们来看看它的优点吧：
①增加代码的可读性和可维护性；
②和#define定义的标识符比较枚举有类型检查，更加严谨；
③防止了命名污染（封装）
④便于调试；
⑤使用方便，一次可以定义多个常量。
联合（共用体）
联合其实也是一种特殊的自定义类型，它定义的变量也包含一系列的成员，
最大的特点就是这些成员共用同一块空间；?
那么一个联合变量的大小，就至少是最大成员的大小；
联合大小的计算：
①联合的大小至少是最大成员的大小；
②当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍时，就要对齐到最大对齐数的整数倍。
这里我们看一个联合和结构体的巧妙使用：
union ip_addr
{
unsigned long addr;
struct
{
unsigned char c1;
unsigned char c2;
unsigned char c3;
unsigned char c4;
}ip;
};
union ip_addr my_ip;
my_ip.addr = 176238749;
printf("%d.%d.%d.%d\n", my_ip.ip.c4, my_ip.ip.c3, my_ip.ip.c2, my_ip.ip.c1);