自定义类型：结构体，位段，枚举，联合体知识详解

结构体

//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;

如果p=&x,其实是非法的，在匿名结构体中，编译器会把上面的两个声明当成不同的类型处理

结构体内存对齐

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。

那么如何计算呢？

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. 结构体总大小为有效最大对齐数（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有效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 s1
{
 char c1;
 int i;
 char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));   // 打印1+3+4+1+3=12
//练习2
struct S2
{
 char c1;
 char c2;
 int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2));  //1+1+2+4=8
//练习3
struct S3
{
 double d;
 char c;
 int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3));  // 8+1+3+4=16
//练习4-结构体嵌套问题
struct S4
{
 char c1;
 struct S3 s3;
 double d;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S4));  //1+7+16+8=32

默认对齐数也是可以修改的
#pragma pack(4) //设置对齐数为4
#pragma pack() //取消之前设置的对齐数，恢复默认对齐数为8

位段

位段的声明
1.位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int ，也可以是char
2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。
3位段----这里的位是二进制位

#include
struct A 
{
	int _a : 2;
	int _b : 5;
	int _c : 10;
	int _d : 30;
};
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct A)); /打印8
	return 0;
}

这里存储的是bit位，需要两个整型大小的bit位。也就是8个字节

struct S {
 char a:3;
 char b:4;
 char c:5;
 char d:4;
};
struct S s = {0};
s.a = 10; 
s.b = 12;
s.c = 3; 
s.d = 4;

这里的内存布局是这样的

位段的习题详解

#define A  2
#define B  3
#define MAX_SIZE A+B
struct _Record_Struct
{
	unsigned char Env_Alarm_ID : 4;
	unsigned char Para1 : 2;
	unsigned char state;
	unsigned char avail : 1;
}*Env_Alarm_Record;
int main()
{
	struct _Record_Struct* pointer = (struct _Record_Struct*)malloc
	(sizeof(struct _Record_Struct) * MAX_SIZE);
	return 0;
}

问pointer分配了几个字节的空间？ 答案是9
首先位段是3个字节 （前6个个bit位用1个字节，char类型变量用一个字节空间，最后一个bit位用一个字节）
然后宏定义展开，直接带入 就是3*2+3=9

int main()
{
  unsigned char puc[4];
  struct tagPIM
  {
    unsigned char ucPim1;
    unsigned char ucData0 : 1;
    unsigned char ucData1 : 2;
    unsigned char ucData2 : 3;
  }*pstPimData;
  pstPimData = (struct tagPIM*)puc;
  memset(puc,0,4);
  pstPimData->ucPim1 = 2; 
  pstPimData->ucData0 = 3;
  pstPimData->ucData1 = 4;
  pstPimData->ucData2 = 5;
  printf("%02x %02x %02x %02x\n",puc[0], puc[1], puc[2], puc[3]);
  return 0;
}

枚举

枚举就是一 一列举

enum Day//星期
{
 Mon,    //值为0
 Tues,   //1
 Wed,      // 2
 Thur,    //...
 Fri,
 Sat,
 Sun
};

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

枚举的习题

enum ENUM_A
{
		X1,
		Y1,
		Z1 = 255,
		A1,
		B1,
};
enum ENUM_A enumA = Y1; 
enum ENUM_A enumB = B1;
printf("%d %d\n", enumA, enumB)

下
X1是0，Y1是1，Z1赋值255后,A1再加1就是256, B1就是257了

联合（共用体）

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;
// 下面输出的结果是一样的
printf("%d\n", &(un.i));
printf("%d\n", &(un.c));
//下面输出的结果是0x11223355
un.i = 0x11223344;
un.c = 0x55;
printf("%x\n", un.i);

说明了他们共用同一片空间

看看习题

union Un1
{
 char c[5];
 int i;
};
union Un2
{
 short c[7];
 int i;
};
//下面输出的结果是什么？
printf("%d\n", sizeof(union Un1));
printf("%d\n", sizeof(union Un2));

第一个打印是8 ，数组c和i共用5个字节大小的空间，但是要对齐，要是最大成员的整数倍，所以+3=8
第二个打印是16 数组c和i共用14个字节大小空间，但是要发生对齐，所以+2=16.

int main()
{
  union
  {
    short k;
    char i[2];
  }*s, a;
  s = &a;
  s->i[0] = 0x39;
  s->i[1] = 0x38;
  printf(“%x\n”,a.k);
  return 0;

数组随着下标的增加地址不断增高，所以低地址一端是39 高地址一端是38，然后用短整型k拿出来，
正好拿两个字节大小，从高位先开始 所以就是 3839.