C语言自定义类型（学会，不学废）
目录
结构体类型
结构体声明
结构体特殊声明
结构体自引用
重命名结构体
结构体初始化
结构体内存对齐（重点）
offsertof的使用
根据偏移量画图演示：
为什么存在对齐数
修改对齐数
结构体如何科学传参
位段
枚举类型
枚举的优点
联合体(共用体)
联合体特点
C语言除了提供了自己的类型，还给提供了可以让程序员定义的类型，我们称为“自定义类型”。像结构体、联合体（共用体）、枚举、数组（数组也是一种自定义类型，有兴趣可以看我之前的数组那篇）
结构体类型
结构是一些值的集合，这些值是可以是不同类型的变量。生活中的复杂对象可以用结构体描述，比如描述一个学生、一本书、一辆车。这些复杂对象可以用结构体来描述。用结构体描述一个学生，学生可以有学号、姓名、性别。描述本书，书可以有书名、出版社、售价等，这些属性称为结构体成员。当C语言自身的类型难以描述时，可以自己定义一个类型来描述结构体对象。
结构体声明
stu相当于是这个结构体的一个全局变量。
struct Student
{
char id[12];
char name[20];
char age[5];
}stu;结构体特殊声明
定义的结构体没有名字就叫做匿名结构体，定义了匿名结构体必须在结构在下面定义结构体变量，否则因为没有结构体名而找不到该结构体，这何必还浪费空间定义呢？匿名结构体只能使用一次，使用之后以后就不能使用了。
当执行*px = &x时编译器会报警告，说两边的类型不兼容。就算两个结构体的成员一模一样，编译器也会认为这两个匿名结构体是两种完全不同的类型。
//匿名结构体
struct
{
char name[10];
char id[13];
}x;
struct
{
char name[10];
char id[13];
}*px;
int main()
{
//warning C4133: “=”: 从“*”到“*”的类型不兼容
*px = &x;
reutnr 0;
}结构体自引用
struct str
{
char* ps;
struct stu next;//error
}
//正确做法
struct str
{
char* ps;
struct stu* next;
};如果像上面的代码，在结构体里直接定义了一个结构体，那么想像一下，里面的结构体里还有一个这样的结构体，这样无穷无尽的套娃下去，那么请问这个结构体类型的大小是多少？是无穷大，这样是没有办法去计算该类型的大小。所以应该像下面的代码一样，应该在结构体内定义的是一个下一个结构体的指针，指针都是4个字节，那么结构体类型的大小就能被计算出来了。
重命名结构体
//error
typedef struct
{
char* ps;
Node* next;
}Node;
//正确做法
typedef struct Node
{
char* ps;
Node* next;
}Node;第一种方式，当对类型进行重命名时，那个类型必须是清晰可见的，这种匿名的方式是不允许的。成员里的Node是需要通过被重命名之后的Node来定义的，当定义了成员的Node时，被重命名的Node还没有创建出来，所以这种方式就是错误的。
结构体初始化
struct Point
{
int x;
int y;
}p1;
struct Point p2;
//初始化
struct Point p3 = {1, 5};
struct Stu
{
char name[15];//名字
int age; //年龄
};
struct Stu s = {"zhangsan", 20};//初始化
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};结构体内存对齐（重点）
敲黑板！！！类型都有类型大小，那结构体的大小怎么计算？下面代码，sizeof计算该结构体大小是多少？是不是6个字节呢？
typedef struct Node
{
char a;//1
int b;//4
char c;//1
}Node;
//1+4+1 = 6 ?
int main()
{
printf("%d\n",sizeof(Node));
return 0;
}sizeof计算出的结果是12个字节大小，这就和编译器的对齐数有关了。
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 （不同的编译器的默认对齐数也可能不同）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。
offsertof的使用
有一个叫offsetof宏，是用来计算偏移量的，所谓偏移量，就是一个成员在它的起始位置的偏移量。什么意思呢？假设你跑步，当你跑出10米时，那你离起点就是10米，这10米就是你与起点的偏移量。offsetof就是用来计算成员离起始位置的偏移量的。
使用offsetof需要引头文件（#include
#include
#include
typedef struct Node
{
char a;//1
int b;//4
char c;//1
}Node;
int main()
{
printf("%d\n",offsetof(Node,Node.a));//0
printf("%d\n",offsetof(Node,Node.b));//4
printf("%d\n",offsetof(Node,Node.c));//8
return 0;
} 根据偏移量画图演示：
如果改变一下结构体成员的顺序，计算的结果又会不同。
typedef struct Node
{
char a;//1
char c;//1
int b;//4
}Node;
int main()
{
printf("%d\n",sizeof(Node));
return 0;
}所以在定义结构体时，尽量可以把小的结构体成员放在一起，可以减少内存对齐带来的空间浪费。
为什么存在对齐数
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，就是用空间来换时间。
修改对齐数
#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1
struct Node
{
//中间的结构体的默认对齐数被修改为1
char a;//0偏移
char b;//1偏移
int c;//6偏移
};
#pragma pack()//取消
int main()
{
printf("%d",sizeof(Node));//6
return 0;
}结构体如何科学传参
当需要对结构体进行传参时，参数需要进行压栈，会有时间和空间上的开销。如果结构体较大，直接对结构体进行传参，那么参数压栈的开销就会比较大，导致性能下降。那么该如何解决？如果是传结构体指针问题就解决了，指针是4个字节，如果是传结构体指针，那么既可以对结构体变量直接进行操作，又节省了时间和空间的开销。
struct Node
{
char a;
int b;
double c;
};
void test(struct Node s)
{
;
}
int main()
{
struct Node s1;
struct Node s2;
test(s1);
test(&s2);//传指针更优
return 0;
}位段
介绍完结构体，就要讲讲位段的概念了。
位段必须是int、signed int 、char 或者 unsigned int 类型的，位段的后面有一个冒号和一个数字。
位段的位其实是表示二进制位，(如下)_a:5其实代表_a占2个比特位，_b占5个比特位。
struct A
{
int _a:2;
int _b:5;
int _c:10;
int _d:30;
};最后计算A这个结构体大小结果为8个字节，可是所有结构体全部加起来也才47个比特位，也就是应该是6个字节呀，为什么用了8个字节。其实位段其实也是有类似于对齐数的概念的。
位段是以4个字节(int) 或者1个字节(char) 来开辟的。
首先上来内存会先给_a开辟4个字节（即32bit），_a占了2个比特位，那这4个字节还有30个比特位，_b再使用这30个比特位，还剩25个比特位，_c同理，使用了10个比特位之后还剩15个比特位。15个比特位不够存储_d的30个比特位，所以编译器又给_d单独开辟了4个字节，那不管那15个比特位有没有被使用，结构体A都是8个字节了。
那15个字节是浪费还是被使用，C语言标准也没有规定，所以这完全取决于编译器，不同的编译器带来的结果可能不同。所以位段是不跨平台的，在注重可移植的程序应该避免使用位段。
位段应该怎么用最合理？假设_a占两个比特位，那它的取值无非就是00,01,10,11，当它的取值只可能是这个范围，使用位段就可以节约一些空间。虽然位段可以节省空间，但在一定情况也可能产生一些浪费。
枚举类型
枚举类型也是比较常用的类型，枚举也就是一 一列举，比如星期几，性别等。
enum N
{
A;
B;
C;
D;
};默认情况下A默认数值是0，向后递增，那么到D就是3。当然可以对默认数值进行初始化，假设A被初始化为10，那么之后的默认数值就是从10开始向后递增。由于枚举类型的成员都是常量，所以初始化后数值不能在其他地方改变。
枚举的优点
我们有了#define 定义的常量为什么还要使用枚举呢？
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
例如：
enum Sex
{
MALE,
FEMALE
};
int main()
{
int input = 0;
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
//0
case MALE:printf("男人\n");break;
//1
case FEMALE:printf("女人\n");break;
}
return 0;
}
联合体(共用体)
联合体又叫做共用体，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）。
例如：
union Un
{
char c;
int i;
};
int main()
{
printf("%d\n",sizeof(union Un));//4
return 0;
}计算这块空间，是4个字节，因为两个变量是同时使用一块空间的，空间大小是按照变量中最大的一块空间。 所以计算类型大小也不复杂，无脑选最大的一个成员大小就可以了（因为联合体至少要有能力保存最大的联合体成员）。
所以可以推断联合体应该类似于这样的一个机构：
