再次认识结构体

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前言

我们在C语言初阶已经见过结构体，那时候的我们只见过猪肉没见过猪跑，今天我们深入了解结构体，咱们见见猪跑，看看到底是个啥

 主体

今天的课堂主要的内容是结构体（struct），当然我们也会补充一些课外知识如：枚举（枚举），联合（union）。干货满满，大家准备好进入知识的海洋了嘛？

结构体的声明 

如果我们需要描述一个学生，用结构体咋整捏？

 这里还有匿名结构体（一般只能用一次）

 结构体还可以自引（这里我们不讲解用法） 

 结构体变量的定义和初始化

我们如何定义结构体变量呢 

 我们如何初始化结构体变量呢

 结构体内存对齐（重点）

内存对齐在笔试面试都是考察的重点，可谓重中之重

这里我们讲解一下结构体内存对齐的规则，看不懂没关系，我们举个栗子。
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
Linux中没有默认对齐数，对齐数就是成员自身的大小
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。

 1.

#include

struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};

int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	return 0;
}

 2.

#include

struct S2
{
	char c1;
	char c2;
	int i;
};

int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));
	return 0;
}

 3.

#include

struct S3
{
	double d;
	char c;
	int i;
};

int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct S3));
	return 0;
}

  4.

#include

struct S4
{
	char c1;
	struct S3 s3;
	double d;
};

int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct S4));
	return 0;
}

 修改默认对齐数

如果我们对原来的对齐数不满意，需要修改默认对齐数，那该咋整捏，这里我们引进新的知识#pragma这个预处理指令。咱们上些例子，看看修改默认对齐数。

1.

#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

int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));//12
	return 0;
}

2.

#include 
#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()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));//6
	return 0;
}

 结构体实现位段

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。  （表示占用多少个比特位）

                        

//一个例子
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;

 上面代码在空间是如何开辟的呢

 因此上面代码占三个字节

拓展知识

有两种类型和结构体极其相似，那就是枚举（enum）和联合体（union）。

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. 便于调试

4. 使用方便，一次可以定义多个常量

enum Day//星期
{
 Mon = 0,
 Tues,//这里是4
 Wed = 5,
 Thur,
 Fri,
 Sat,
 Sun
};
enum Sex//性别
{
 MALE,//这里是0
 FEMALE =2,
 SECRET = 3，
}；
enum Color//颜色
{
 RED = 0,
 GREEN = 1,
 BLUE = 2
};

这些可能取值都是有值的，默认从 0 开始，依次递增 1 ，当然在声明枚举类型的时候也可以赋初值。

联合

联合体的特点：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）。

#include
union Un
{
	int i;
	char c;
};
union Un un;
// 下面输出的结果是一样的吗？
int main()
{
	printf("%d\n", &(un.i));
	printf("%d\n", &(un.c));
	return 0;
}

上面代码结果是一样的，说明了这些成员公用同一块空间。

联合大小的计算

1.联合的大小至少是最大成员的大小。

2.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。

#include
union Un1
{
	char c[5];
	int i;
};
union Un2
{
	short c[7];
	int i;
};
//下面输出的结果是什么？
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(union Un1));//8
	printf("%d\n", sizeof(union Un2));//16
	return 0;
}

结束语

今天内容就到这里啦，时间过得很快，大家沉下心来好好学习，会有一定的收获的，大家多多坚持，嘻嘻，成功路上注定孤独，因为坚持的人不多。那请大家举起自己的小说手给博主一键三连，有你们的支持是我最大的动力，回见。