C语言---自定义类型：结构体，枚举，联合

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系列专栏：凡人修C传
总结：希望你看完之后，能对你有所帮助，不足请指正！共同学习交流
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前言

今天夏目带你一起学习 结构体，枚举，联合，本篇博客除了结构体是我们以后要经常使用的外，枚举，联合却是比较少见的，但是就是因为少见我们就不学习了么？答案不是的，今天就带你学习这些知识。

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一、结构体

1.1 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。

1.2 结构的声明

描述一个学生：

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

1.3 特殊的声明

在声明结构的时候，可以不完全的声明。

//匿名结构体类型
struct
{
 i	nt a;
 	char b;
 	float c;
}x;
struct
{
 	int a;
 	char b;
 	float c;
}a[20], *p;

那么问题来了？

//在上面代码的基础上，下面的代码合法吗？
p = &x;

警告：
编译器会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型。
所以是非法的。

1.4 结构的自引用

在结构中包含一个类型为该结构本身的成员是否可以呢？

//代码1
struct Node
{
 	int data;
 	struct Node next;
};
//可行否？
如果可以，那sizeof(struct Node)是多少？

答案是不可以的，因为结构体无法形成树形结构，因为这样会无穷递归下去，因此正确的写法是：

struct Node
{
 	int data;
 	struct Node* next;//写成指针形式
};

typedef struct Node
{
 int data;
 struct Node* next;
}Node; //常用，因为方便更改名字和类型

这里后续的数据机构会继续深入学习结构体，这里要做到了解和理解。

1.5 结构体变量的定义和初始化

有了结构体类型，那如何定义变量，其实很简单,下面就来给大家讲解：
定义方式一：

#include

struct point
{
	int x;
	int y;
}p1;   //声明类型的同时定义变量p1

定义方式二：

struct Point p2; //定义结构体变量p2

定义方式三：

typedef struct Point 
{
 int data;
 struct Node* next;
}p3; //常用，因为方便更改名字和类型

初始化方式一：

struct Point p4 = {x, y};

初始化方式二：

struct Stu        //类型声明
{
 char name[15];//名字
 int age;      //年龄
};
struct Stu s = {"zhangsan", 20};//初始化

初始化方式三：

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

1.6 结构体内存对齐

我们已经掌握了结构体的基本使用了。
现在我们深入讨论一个问题：计算结构体的大小。
这也是一个特别热门的考点： 结构体内存对齐

学习之前，我想给大家看一张基础知识图片，这样有了基础再理解会事半功倍

• 结构体的第一个成员，对齐到结构体在内存中存放位置的0偏移处。
• 从第二个成员开始，每一个成员都要对齐到（一个对齐数）的整数倍处
• 对齐数：结构体成员自身大小和默认对齐数的较小值
• 结构体的总大小，必须是所有成员的对齐数中最大对齐数的整数倍
• 如果结构体中嵌套了结构体成员，要将嵌套的结构体成员对齐到自己的成员中最大对齐数的整数倍处
• 结构体的总大小必须是最大对齐数的整数倍，这里的最大对齐数：包括嵌套结构体成员中的对齐数，的所有对齐数中的最大值。

下面就配合例题来讲解知识：

在32位系统环境，编译选项为4字节对齐，那么sizeof(A)和sizeof(B)是（ ）
struct A
{
 int a;
 short b;
 int c;
 char d;
};
struct B
{
 int a;
 short b;
 char c;
 int d;
}

所以答案是：16，12；

为什么存在内存对齐？

根据百度百科讲解：

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。

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。

1.7 修改默认对齐数

#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
#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1
struct S2
{
 	char c1;
 	int i;
 	char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
int main()
{
    //输出的结果是什么？
    printf("%d\n", sizeof(struct S1));
    printf("%d\n", sizeof(struct S2));
    return 0;
}

1.8 结构体传参

struct S
{
 	int data[1000];
 	int num;
};

struct S s = {{1,2,3,4}, 1000};

//结构体传参
void print1(struct S s)
{
	printf("%d\n", s.num);
}

//结构体地址传参
void print2(struct S* ps)
{
 	printf("%d\n", ps->num);
}

int main()
{
 	print1(s);  //传结构体
 	print2(&s); //传地址
 	return 0;
}

总结

今天夏目带你一起学习 结构体，枚举，联合，本篇博客除了结构体是我们以后要经常使用的外，枚举，联合却是比较少见的