012+limou+C语言深入知识——（4）“结构体”与“枚举体”与“联合体”

一、结构体

1、结构体基础

（1）结构体完全声明

struct tag
{
    member-list;
}variable-list;

//描述一个人
struct people
{
    char name[10];//人名
    int age;//年龄
    int idnumber;//身份证
};

（2）结构体不完全声明（匿名结构体）

struct
{
    member-list;
}variable-list;

• 值得注意的是一个匿名结构体就是一个单独的类型，不同地方定义的匿名结构体的类型在编译期看来是两种类型，会给出警告

2、结构体自引用

有时候需要通过结构体变量内部成员找到同类型的结构体变量，这就叫结构体的自引用

（1）错误引用

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

（2）正确引用

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

（3）使用typedef引用

typedef struct Node
{
    int data;
    struct Node* next;//注意不能写成Node* next
}Node;

• 注意不要写成Node*，因为在typedef{…}Node;后才会将结构体改名为Node，在此之前Node这种类型是不存在的

3、结构体变量的初始化

• 使用{}初始化

//描述一个人
typedef struct people
{
    char name[10];//人名
    int age;//年龄
    int idnumber;//身份证
}people;

int main()
{
    people a = { "limou3434", 30, 44443333 };
    printf("%s %d %d", a.name, a.age, a.idnumber);
    return 0;
}

• 另外结构体有初始化器

//描述一个人
typedef struct people
{
    char name[10];//人名
    int age;//年龄
    int idnumber;//身份证
}people;

int main()
{
    people a = { "limou3434", 30, 44443333 };
    printf("%s %d %d\n", a.name, a.age, a.idnumber);
    people b = { .age = 20, .idnumber = 1234567890, .name = "limou" };
    printf("%s %d %d\n", b.name, b.age, b.idnumber);
    return 0;
}

4、结构体内存大小

（1）内存对齐计算规则

（2）VS默认对齐数

（3）修改默认对齐数

详细看另外一篇文章额外：结构体内存对齐

（4）偏移量计算宏

#include 
#include //使用offsetof宏，要包含头文件stddef.h
typedef struct people
{
    char name[10];//人名
    int age;//年龄
    int idnumber;//身份证
}people;
int main()
{
    people s = { "limou", 12, 88888888 };
    printf("%zd %zd %zd", offsetof(people, name), offsetof(people, age), offsetof(people, idnumber));
}

（5）节省结构体空间

将小的类型集中在一起就会一定程度节省结构体的空间

5、结构体位段

（1）位段基础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“整型算术类型”：int、unsigned int、signed int、char等
②位段的成员名后边有一个冒号和一个数字

//位段例子，后面的数字代表存储的比特位
struct A
{
    int a:2;
    int b:5;
    int c:10;
    int d:30;
};

（2）位段内存分配

• 位段的空间是按照需要以4个字节（int）或者1个字节（char）的方式来开辟的，每次为每个成员分配比特位

（3）位段跨平台

• 位段涉及很多不确定因素
  • ①C标准在未被利用的空间这里，并未规定如何处理
  • ②在一个字节中，由于成员都会使用这段空间，所以成员之间的存放先后顺序也是不确定的
  • ③成员分配最大位的数目是没有办法确定的
  • ④int位段是被当成无符号还是有符号也同样是不确定的
• 因此位段是不跨平台的，注重可移植的程序应该避免使用位段

（4）位段应用

位段主要是用在网络数据传输上，这点涉及较远，暂且不谈

二、枚举体

1、枚举体基础

enum 枚举名
{
    枚举成员1,
    枚举成员2,
    …
    枚举成员n
}

2、枚举体特点

枚举成员的值，从0开始一次递增1。也可以直接在枚举体内进行赋值，赋值成员后的成员，比赋值成员的值大1

3、枚举体使用

//一个枚举体的例子
#include 
enum Color//颜色
{
    RED,
    YELLOW,
    GREEN=6,
    BLUE
};
int main()
{
    enum Color c = BLUE;//注意最好不要直接赋7，这在C语言可能被允许，但是在C++上可能会提示类型错误，因为1是int类型，而enum Color是一种枚举体类型
    printf("%d\n", c);
    printf("%d %d %d %d\n", RED, YELLOW, GREEN, BLUE);
}

4、枚举的优点

①有类型检查
②比宏更加便于调试
③使用方便，一次定义多个常量
④代码可读性提高

三、联合体

001、联合体基础

这种类型定义的变量也包含一系列的成员，但是这些成员共用同一块空间（也叫共用体）

002、联合体大小

• 至少是最大成员的大小
• 但是联合体也是存在内存对齐的，联合体的大小，必须是最大对齐数的整数倍

union Un1
{
    char arr[5];
    int i;
};

union Un2
{
    short arr[7];
    int i;
};

//下面输出的结果是什么？
printf("%d\n", sizeof(union Un1));//8
printf("%d\n", sizeof(union Un2));//16

003、使用联合体测试大小端

#include 
union Un
{
    int i;
    char c;
};
int main()
{
    union Un u;
    u.i = 1;
    if (u.c == 1)
    {
        printf("小端\n");
    }
    return 0;
}

004、联合合体的设计意义

有的时候会出现，使用了某个变量，但是绝不会使用另外一个变量的情况，就可以使用联合体，这个要根据业务场景进行使用