目录
结构体
结构体类型的声明
结构的基础知识
结构的声明
结构的自引用
结构体变量的定义和初始化
结构体内存对齐
修改默认对齐数
结构体传参
结构体实现位段（位段的填充&可移植性）
什么是位段
位段的内存分配
位段的跨平台问题
位段的应用
枚举
枚举类型的定义
枚举的优点
枚举的使用
联合（共用体）
联合类型的定义
联合的特点
联合大小的计算
结构体
结构体类型的声明
结构的基础知识
结构的基础知识
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类型的变量。
结构的声明
struct tag
{
member-list;
}variable-list;
例如描述一个学生：
//声明一个结构体类型
//声明一个学生类型，是想过学生类型来创建学生变量(对象)
//描述学生，属性-名字+年龄+性别+学号
struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年龄
char sex[5];//性别
char id[20];//学号
};//分号不能丢
struct Stu s3;//全局变量
int main()
{
//创建结构体变量
struct Stu s1;
struct Stu s2;
return 0;
}
特殊声明 ：
//匿名结构体类型
struct
{
int a;
char b;
float c;
}x;
struct
{
int a;
char b;
float c;
}a[20],*p;
上面的两个结构在声明的时候省略掉了结构体标签(tag)。
那么问题来了？
//在上面代码的基础上，下面的代码合法吗？
p = &x;
警告：编译器会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型。所以是非法的。
结构的自引用
在结构中包含一个类型为该结构本身的成员是否可以呢？
//代码1
struct Node
{
int data;
struct Node next;
};
//可行否？
//如果可以，那sizeof(s
正确的自引用方式
//代码2
struct Node
{
int data;
struct Node* next;
};
注意：
//代码3
typedef struct
{
int data;
Node* next;
}Node;
这样写代码，可行否？
//解决方案
typedef struct Node
{
int data;
struct Node* next;
}Node;
结构体变量的定义和初始化
有了结构体类型，那如何定义变量，其实很简单。
#includestruct S { int a; char c; char arr[20]; double d; }; struct T { char ch[10]; struct S s; char* pc; }; int main() { char arr[] = "hello worldn"; struct T t = { "hehe",{100,'w',"hello hello",3.14},arr}; printf("%sn", t.ch); //hehe printf("%sn", t.s.arr); //hello hello printf("%lfn", t.s.d); //3.14 printf("%sn", t.pc); //hello world return 0; }
结构体内存对齐
我们已经掌握了结构体的基本使用了。
现在我们深入讨论一个问题：计算结构体的大小。
这也是一个特别热门的考点：结构体内存对齐
考点 如何计算？首先得掌握结构体的对齐规则：
1.第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
2.其他成员变量要对其到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。
对齐数=翻译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值
vs中默认值为8
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.如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。
为什么存在内存对齐？
大部分的参考资料都是说的：
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）应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。
总体来说：
结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。
那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，如何做到：
让占用空间小的成员尽量集中在一起。
//例如：
struct s1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
struct
{
char c1;
char c2;
int i;
};
s1和s2类型的成员一模一样，但是s1和s2所占空间的大小由一些区别。
修改默认对齐数
之前我们见过了#pragma这个预处理指令，这里我们再次使用，可以改变我们的默认对齐数。
#include#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8 //例如： struct s1 { char c1; int i; char c2; }; #pragma pack()//取消上设置的默认对齐数，还原为默认
结论：
结构在对齐方式不合适的时候，我们可以自己更改默认对齐数。
结构体传参
直接上代码：
#includestruct S { int data[1000]; int num; }; //结构体传参 void print1(struct S s) { printf("num = %dn", s.num); } //结构体地址传参 void print2(struct S* ps) { printf("num = %dn",ps->num); } int main() { struct S s = { "zhangsan",0 }; print1(s); //传结构体 print2(&s);//传地址 return 0; }
上面的print1和print2函数那个更好？
答案是：首选print2函数，原因：
函数传参的时候，参数是需要压栈的。如果传递一个结构体对象的时候，结构体过大，参数 压栈的系统开销比较大，所以会导致性能的下降。
结论：结构体传参的时候，要传结构体的地址。
结构体实现位段（位段的填充&可移植性）
什么是位段
位段的声明和结构是类似的，有两个不同：
1.位段的成员必须是int,unsigned int或signed int。
2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。
比如：
struct A
{
int _a : 2;
int _b : 5;
int _c : 10;
int _d : 30;
};
A就是一个位段类型。
拿位段A的大小是多少？
printf("%dn", sizeof(struct A));
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（属于整型家族）类型。
2.位段的空间上是按照需要以4给字节（int）或者1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，注重可移植的程序应该避免使用位段。
//一个例子
struct S
{
char a : 3;
char b : 4;
char c : 5;
char d : 4;
};
int main()
{
struct S s = { 0 };
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;
return 0;
}
//空间是如何开辟的？
位段的跨平台问题
1.int位段被当成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。（16位机器最大16，32位机器最大32，写成27，在16位机器会出问题。
3.位段中的成员在内存中从左向右分配，还是从右向左分配标准尚未定义。
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，这是不确定的。
总结：
跟结构相比，位段可以达到同样的效果，同时位段可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在
位段的应用
枚举
枚举顾名思义就是一一列举。
把可能的取值一一列举。
比如我们显示生活中：
一周的星期一到星期日是有限的7天，可以一一列举。
性别有男，女，保密，也可以一一列举。
月份有12个月，也可以一一列举
这里我们就可以是同枚举了。
枚举类型的定义
enum Day//星期
{
Mon,
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun
};
enum Sex//性别
{
MALE,
FEMALE,
SECRET
};
enum Color//颜色
{
RED,
GREEN,
BLUE
};
以上定义的enum Day，enum Sex，enum Color 都是枚举类型。{}中的内容是枚举类型的可能取值，也叫枚举常量。
这些可能取值都是有值的，默认从0开始，一次递增1，当然在定义的时候也可以赋初值。例如：
enum Color//颜色
{
RED = 1,
GREEN = 2,
BLUE = 4
};
枚举的优点
为什么使用枚举？
我们可以使用#define 定义常量，为什么非要使用枚举？枚举的优点：
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。
枚举的使用
enum Color//颜色
{
RED = 1,
GREEN = 2,
BLUE = 4
};
int main()
{
enum Color clr = GREEN;//只能拿枚举常量给枚举变量赋值，才不会出现类型的差异。
clr = 5; //ok？ 不行
}
联合（共用体）
联合类型的定义
联合类型的定义
联合也是一种特殊的自定义类型 这种类型定义的变量也包含一系列的成员，特征是这些成员公用同一块空间（所以联合也叫共用体）。比如：
//联合-联合体-共用体
union Un
{
char c;
int i;
};
//联合变量的定义
union Un un;
//计算un这个变量的大小
printf("%dn", sizeof(un));
联合的特点
联合的成员是共用同一块内存空间的，这样一个联合变量的大小，至少是最大成员的大小（因为联合至少得有能力保存最大的那个成员）。
#include//联合-联合体-共用体 union Un { char c; int i; }; int main() { //联合变量的定义 union Un un; //下面输出的结构是一样的吗？ printf("%dn", &(un.i)); printf("%dn", &(un.c)); //下面输出的结果是什么？ un.i = 0x11223344; un.c = 0x55; printf("%xn", un.i); }
联合大小的计算
联合的大小至少是最大成员的大小。
当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍的时候，就要对齐到最大对齐数的整数倍，比如：
union Un1
{
char c[5];
int i;
};
union Un2
{
char c[7];
int i;
};
int main()
{
printf("%dn", sizeof(union Un1));
printf("%dn", sizeof(union Un2));
}
