自定义类型结构体&枚举&联合

自定义类型

  • 结构体
    • 结构体类型的声明
    • 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
    • 位段
  • 枚举
    • 枚举类型的定义
    • 枚举的优点
    • 枚举的使用
  • 联合
    • 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。

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

结构体和数组都属于聚合类型
共同点:整体初始化,只有一次机会,就是在定义整个变量的同时

结构的自引用

正确的自引用

struct Node
{
int data;
struct Node* next;//指针为4个字节,这样才能自引用
};

结构体变量的定义和初始化

struct Point
{
    int x;
    int y;
}p1; //声明类型的同时定义变量p1
struct Point p2; //定义结构体变量p2

//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];//名字
    int age;    //年龄
};
struct Stu s = {"zhangsan", 20};//初始化

struct Node
{
     int data;
     struct Point p;
     struct Node* next;
}n1 = {10, {4,5}, NULL}; //结构体嵌套初始化

struct Node n2 = {20, {5, 6}, NULL};//结构体嵌套初始化

结构体内存对齐

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。
    VS中默认的值为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。
struct s0
{

};

cpp中可以定义空结构体,但是c不可以
cpp的空结构体,默认大小为1

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
struct S1
{
    char c1;
    int i;
    char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数,还原为默认

offsetof 宏

size_t offsetof( structName, memberName );

可以求得结构体内,某一个字符的偏移量

位段

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。
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。
struct A
{
    int _a:2;
    int _b:5;
    int _c:10;
    int _d:30;
};//int_:后的数字,为占int字节的几位
printf("%d\n", sizeof(struct A));//结果为8个字节

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。(vs从左往右分配)
  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。
    跟结构相比,位段可以达到同样的效果,但是可以很好的节省空间,但是有跨平台的问题存在。

枚举

枚举类型的定义

枚举顾名思义就是一一列举。
把可能的取值一一列举。

enum Day//星期
{
    Mon,
    Tues,
    Wed,
    Thur,
	Fri,
	Sat,
	Sun
};

以上定义的 enum Day 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。

enum Color//颜色
{
RED=1,
GREEN=2,
BLUE=4
};

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
};
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。

联合

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)。
//联合类型的声明

union Un
{
	char c;
	int i;
};
//联合变量的定义
union Un un;
//计算连个变量的大小
printf("%d\n", sizeof(un));//为4个字节

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)

union Un
{
	int i;
	char c;
};
union Un un;
un.i = 0x11223344;
printf("%x\n", un.i);
printf("%x\n", un.c);

i为11223344
u为44

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。

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