结构体+枚举+联合体

结构体

结构体的声明

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

需要注意的是结构体可以使用匿名声明，但这种声明只能只能使用一次，相当于s是一个变量，不再是一个类型。

struct
{
     
 int a;
 char b;
 float c; }x;
struct
{
     
 int a;
 char b;
 float c; }a[20], *p;

结构体的嵌套+链表

错误的创建形式，这种创建方法导致结构体的大小是一个未知值

struct node{
     
int data;
struct node next;
};

正确的创建方法：（以链表为例）

struct Node
{
     
 int data;
 struct Node* next;
};

其实这是一个先有鸡还是先有蛋的问题：

typedef struct
{
     
 int data;
 Node* next; }Node;//这样写，做成Node这个类型产生先有鸡还是先有蛋的困惑
//解决方案：
typedef struct Node
{
     
 int data;
 struct Node* next; }Node;

结构体变量的初始化

struct Stu{
     
int age;
char name[10];
char sex[3];
};
struct Stu a={
     10,"Alex","F"};

结构体的内存对齐

一、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 该成员大小的较小值。
   其中：VS中默认的值为8，Linux中的默认值为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。

二、一些具体的例子

//练习1
struct S1
{
     
 char c1;//对齐数1 占据1
 int i;//对齐数4   占据4-8
 char c2;//对齐数1 占据9
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));//最终为4的倍数即为12

更多的例子

//练习2
struct S2
{
     
 char c1;//占据1
 char c2;//占据2
 int i;//占据4-8
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2));//共8个字节
//练习3
struct S3
{
     
 double d;//占据1-8
 char c;//占据9
 int i;//占据12-16
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3));//共16个字节
//练习4-结构体嵌套问题
struct S4
{
     
 char c1;//占据1
 struct S3 s3;//占据8-24，因为vs环境下默认值为8
 double d;//占据25-32
};
printf("%d\n", sizeof(struct S4));//共32字节

为什么存在内存对齐?

大部分的参考资料都是如是说的：

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，为了方位未对齐的内存需要两次内存访问，而对齐的只需要一次
   本质上就是利用空间换取时间，为了更加节省空间，我们需要在开辟结构体时，注意将占空间小的变量放在一起。

位段

位段的成员必须是int,unsigned int或signed int，char类型。位段的成员名后有一个冒号和一个数字。

struct A
{
     
  int _a:2;//此处2代表2个比特位，下同
  int _b:5;
  int _c:10;
  int _d:30;
};

位段本质上是将字节拆分为比特位使用

位段的内存保存

以上文代码为例，a+b+c共占17个比特位<32个比特位=4个字节
而在vs编译环境下，由于a+b+c+d会超过32个比特位，所以32-17=15个剩余的比特位弃之不用，单独开辟一个int用于存放30个比特位的d

枚举

enum Day
{
     
Mon,//0
Tues,//1
Wed,//2
Thur,//3
Fri,//4
Sat,//5
Sun//6
};

枚举常量中的成员初始赋值均从0开始

enum Day
{
     
Mon,//0
Tues,//1
Wed=10,//10
Thur,//11
Fri,//12
Sat,//13
Sun//14
};

若对其中的某一个值赋值，那后面的未定义的+1

枚举的优点

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

联合体

联合体的特点是，所有成员共用同一块空间

union Un
{
     
int i;
char c;
};
union Un un;

联合体内的空间使用

// 下面输出的结果是一样的吗？
printf("%d\n", &(un.i));
printf("%d\n", &(un.c));
//下面输出的结果是什么？
un.i = 0x11223344;
un.c = 0x55;
printf("%x\n",un.i);//根据小段应输出为11223355

联合体大小的计算

1.联合的大小至少是最大成员的呢大小。
2.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。
#需要注意的是char c[5]类似的数组对齐数仍然是数组中一个元素的对齐数，对char c[5]即为1

故此图中联合体大小为8