C语言自定义类型详解！

目录

内容概述

结构体类型

结构类型的声明

结构体的特殊声明

结构体的自引用

结构体变量的定义和初始化

结构体内存对齐 

结构体传参 

位段

什么是位段？

位段的内存分配 

 位段跨平台问题

枚举类型

枚举类型的定义

枚举的优点

枚举类型的使用

联合（共用体）

联合类型的定义

联合体的特点

联合体大小的计算 

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内容概述

关于C语言的自定义类型，我们可以分为三类：结构体类型、枚举类型、联合体类型。

那么本篇文章将会详细的介绍以上三种类型！

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结构体类型

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。

结构类型的声明

例如描述一个学生：

结构体的特殊声明

在声明结构的时候，可以不完全声明：

注意：两个不完全声明的结构体不属于同一个类型。

结构体的自引用

结构体变量的定义和初始化

结构体内存对齐 

我们已经掌握了结构体的基本用法。

下面我们要了解一个重要的知识：结构体大小的计算。

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
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。

我们可以看到结果是 12，其原理如图：

 

 那么相信S2的大小也可以轻松的算出来了

基本的结构体大小的计算相信你已经掌握了，下面我们学习结构体嵌套问题：

根据我们前面介绍的计算规则：

结构体传参 

直接上代码：

上面的 print1 和 print2 函数哪个好些？
答案是：首选print2函数。
原因：
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。

位段

结构体讲完就得讲讲结构体实现 位段 的能力。
 

什么是位段？

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。
 

A 就是一个位段类型，那么A的大小是多少呢？

 

可以看到计算的结果是 8 ，那么结构体的位段是怎么计算的呢？

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。

 

 位段跨平台问题

1. int 位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的。
2. 位段中最大位的数目不能确定。（16位机器最大16，32位机器最大32，写成27，在16位机
器会出问题。
3. 位段中的成员在内存中从左向右分配，还是从右向左分配标准尚未定义。
4. 当一个结构包含两个位段，第二个位段成员比较大，无法容纳于第一个位段剩余的位时，是
舍弃剩余的位还是利用，这是不确定的。

总结：跟结构相比，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。
 

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枚举类型

枚举顾名思义就是一一列
把可能的取值一一列举。
比如我们现实生活中：
一周的星期一到星期日是有限的7天，可以一一列举。
性别有：男、女、保密，也可以一一列举。
月份有12个月，也可以一一列举
这里就可以使用枚举了。
 

枚举类型的定义

 以上定义的 enum Day ， enum Sex ， 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：

 

枚举的优点

我们可以使用 #define 定义常量，为什么非要使用枚举？
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. 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

枚举类型的使用

 

联合（共用体）

联合类型的定义

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：

 

联合体的特点

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）。

因为联合体共用一块空间，所以两个成员的变量地址一样。

那么第二个为什么会出现这个结果呢？

原因是：结合我们前面讲到的数据存储的大小端问题，两个成员共用一块空间所以得到结果是11223355。

 

联合体大小的计算 

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。
比如：

 因为第一个成员为char类型的数组一共5个字节，而联合体中最大对齐数为int类型 4 个字节，所以要扩大到int的整数倍  所以计算的结果为8，第二个同理。

本次内容到此结束，感谢观看！