[C/C++]C语言中的自定义类型（结构体，枚举，联合）
之前的文章中介绍了C语言中的数据类型，本文将介绍C语言中的自定义类型包括结构体、枚举、联合。
一、结构体
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。
1.结构体的声明
（1）标准的声明格式：
struct tag
{
member-list;
}variable-list;如一个通讯录的结构体：
struct Address //通讯录
{
char name[20];
int age;
char tell[11];
char id[11];
};（2）特殊的声明：在声明结构的时候，可以不完全的声明。叫匿名结构体。
struct //匿名结构体类型
{
char name[20];
int age;
float f;
}x;
（3）结构的自引用
struct note //结构的自引用
{
int i;
struct note* a;
};
typedef struct note1
{
int i;
struct note1* a;
};2.结构体变量的定义和初始化
定义：
struct Address //通讯录（标准）
{
int a;
int b;
}a1; //声明类型的同时定义变量a1
struct Address a2; //定义结构体变量p2
初始化：定义变量的同时赋初值。
struct xy p3 = { x, y }; //定义变量的同时赋初值。struct stu2
{
char name[20];
int age;
};
struct stu2 b = {"asdfqwe",20}嵌套初始化:
struct note2
{
int i;
struct note* a;
}n2 = {20,NULL};
struct note2 n3 = { 20,NULL };3.结构体内存对齐
计算结构体的大小就涉及到一个重要的知识点，结构体内存对齐。
结构体的对齐规则：第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处,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.)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。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。
如：
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));它的输出为 12.而：
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2));它的输出却为 8 .由此，在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，所以要让占用空间小的成员尽量集中在一起。
内存对齐的主要原因是：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。
总的来说：结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。
修改默认对齐数：默认对齐数是可以通过#pragma进行修改的。
#pragma pack (1) //设置默认对齐数为1
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认这里介绍一个宏offsetof，offsetof(type, member-designator) 会生成一个类型为 size_t 的整型常量，它是一个结构成员相对于结构开头的字节偏移量。成员是由 member-designator 给定的，结构的名 称是在 type 中给定的。
这里对他进行了模拟实现：
#define my_offsetof(type,mem) (size_t)&(((type *)0)->mem)1、先将0转换为一个结构体类型的指针，相当于某个结构体的首地址是0。此时，每一个成员的偏移量就成了相对0的偏移量，这样就不需要减去首地址了。
2、对该指针用->访问其成员，并取出地址，由于结构体起始地址为0，此时成员偏移量直接相当于对0的偏移量，所以得到的值直接就是对首地址的偏移量。
3、取出该成员的地址，强转成size_t并打印，就求出了这个偏移量。
4.结构体传参
struct Stu
{
char name[20];
int age;
};
struct Stu s = { "asdqwe",22 };
void print1(struct Stu s) //结构体传参
{
printf("%s\n", s.name);
}
void print2(struct Stu* ps) //结构体地址传参
{
printf("%s\n", ps->name);
}
int main()
{
print1(s);
print2(&s);
}函数传参的时候，参数是需要压栈，会有时间和空间上的系统开销。 如果传递一个结构体对象的时候，结构体过大，参数压栈的的系统开销比较大，所以会导致性能的下降。
所以，结构体传参的时候，要传结构体的地址。
5.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。
声明：
struct A
{
int a : 2;
int b : 4;
int c : 8;
};
printf("%d\n", sizeof(struct A));它的大小是：4个字节。
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；
空间开辟：
![[C/C++]C语言中的自定义类型（结构体，枚举，联合）_第1张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/3b8545198d414142b86b650b6a67c73b.jpg)
跟结构体相比，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。
二、枚举
枚举顾名思义就是一一列举。 把可能的取值一一列举。
枚举类型的定义：
enum day //星期
{
Mon,
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun
};
enum Color//颜色
{
RED,
GREEN,
BLUE
};以上定义的 enum Day ， 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：
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
三、联合（共用体）
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：
union UN //联合变量的声明
{
int a;
char c;
};
union UN un; //联合变量的定义
printf("%d\n", sizeof(un));//联合变量的大小联合的特点：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）。可以通过这一特点来证明电脑的大小端存储。
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。
union Un1
{
char c[5];
int i;
};
union Un2
{
short c[7];
int i;
};
printf("%d\n", sizeof(union Un1)); //8
printf("%d\n", sizeof(union Un2)); 所以输出分别是8 和 16.