自定义类型--结构体，枚举，联合
目录
结构体
结构体的声明
结构的自引用
结构体变量的定义和初始化
结构体内存对齐
习题1-4
为什么存在内存对齐?
修改默认对齐数
结构体传参
位段
什么是位段
位段的内存分配
位段的跨平台问题
位段的应用
枚举
枚举类型的定义
编辑 枚举的优点
枚举的使用
联合（共用体）
联合类型的声明
联合的特点
面试题：
联合大小的计算
结构体
结构体的声明
struct tag
{
member-list;
}variable-list;
例如描述一个学生：
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
特殊的声明
//匿名结构体类型
struct
{
int a;
char b;
float c;
}x;//匿名结构体只能用一次
struct
{
int a;
char b;
float c;
}a[20], *p;//这里的p = &x;是不合法的，编译器会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型。
结构的自引用
错误代码1
struct Node
{
int data;
struct Node next;
};
正确代码2
struct Node
{
int data;
struct Node* next;
};//这里结构体的自引用，更多使用是在链表中，设置好数据域和指针域，通过指针域将与数据域线连接，将单独数据链接一条链表。
代码3 --对结构体中指针的引用
typedef struct
{
int data;
Node* next;
}Node;
//这样写代码，可行否？
//解决方案：
typedef struct Node
{
int data;
struct Node* next;
}Node;
结构体变量的定义和初始化
struct Point
{
int x;
int y;
}p1; //声明类型的同时定义变量p1
struct Point p2; //定义结构体变量p2
//初始化：定义变量的同时赋初值。
struct Point p3 = {x, y};
struct Stu //类型声明
{
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};//结构体嵌套初始化
结构体内存对齐
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。
习题1-4
练习1
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
return 0;
}
练习2
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S2));
return 0;
}
练习3
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
return 0;
}
练习4-结构体嵌套问题
struct S4
{
char c1; //0
struct S3 s3; //16
double d; //24
};
//浪费空间为8
//输出为32
全部的结果：
为什么存在内存对齐?
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。总体来说：
结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。
那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，如何做到：
让占用空间小的成员尽量集中在一起。
例如：
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};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;
}
结论：结构在对齐方式不合适的时候，我么可以自己更改默认对齐数。
结构体传参
代码：
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;
}
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
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 。（整型家族）
2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。
比如：
struct A
{
int _a : 2;
int _b : 5;
int _c : 10;
int _d : 30;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct A));
return 0;
}
那么它的大小为什么是8字节呢？
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。
列子如下：
struct S
{
char a:3;
char b:4;
char c:5;
char d:4;
};
int main()
{
struct S s = { 0 };
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;
return 0;
}
位段的跨平台问题
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。
位段的应用
----来自鹏哥
举个列子更容易让人明白，在我们平时日常中我们传输数据的时候，我们需要将数据打包传输，其中可能你的地址，传送过去接受的地址，聊天内容的数据，还有各种协议的数据，那么我们不可能将他们按统一类型，这样会增加内存，对企业而言就会增加成本，对我们而言还可能影响我们聊天（传输时间可能变长，忽略不计）。
枚举
枚举类型的定义
enum Day//星期
{
Mon, //0
Tues, //1
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun //6
};
enum Sex//性别
{
MALE, //0
FEMALE, //1
SECRET //2
}；
enum Color//颜色
{
RED,
GREEN,
BLUE
};这里我们可以对他们进行赋初值，比如每周是从1开始的。
enum Day//星期
{
Mon=1, //1
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun //7
};
int main()
{
printf("%d\n", Mon);
printf("%d\n", Tues);
printf("%d\n", Wed);
printf("%d\n", Thur);
printf("%d\n", Fri);
printf("%d\n", Sat);
printf("%d\n", Sun);
return 0;
}
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
枚举的使用
在我们设置的菜单中--这里就体现了他的可读性和可维护性
enum Option
{
EXIT,
ADD,
DEL,
SEARCH,
MODIFY,
SHOW,
SORT
};
void menu()
{
printf("*****************************\n");
printf("*** 1.add 2.del ***\n");
printf("*** 3.search 4.modify ***\n");
printf("*** 5.show 6.sort ***\n");
printf("*** 0.exit ***\n");
printf("*****************************\n");
}
int main()
{
int input = 0;
Contact con;
InitContact(&con);
do
{
menu();
printf("wirte:>");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case ADD:
AddContact(&con);
break;
case DEL:
DelContact(&con);
break;
case SEARCH:
SearchContact(&con);
break;
case MODIFY:
ModifyContact(&con);
break;
case SHOW:
ShowContact(&con);
break;
case SORT:
SortContact(&con);
break;
case EXIT:
break;
default:
printf("输入错误，请重新输入：");
break;
}
} while (input);
return 0;
}联合（共用体）
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）。
联合类型的声明
//联合类型的声明
union Un
{
char c;
int i;
};
//联合变量的定义
union Un un;
//计算连个变量的大小
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(un));//4
return 0;
}
联合的特点
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）。
union Un
{
int i;
char c;
};
union Un un;
// 下面输出的结果是一样的吗？
printf("%d\n", &(un.i));
printf("%d\n", &(un.c));
//下面输出的结果是什么？
un.i = 0x11223344;
un.c = 0x55;
printf("%x\n", un.i);
面试题：
判断当前计算机的大小端存储
方法一：
int check_sys(int x)
{
if ((char)x == 1)
return 1;
else
return 0;
}
int main()
{
int i = 1;
int ret=check_sys(i);
if (ret == 1)
printf("小端\n");
else
printf("大端\n");
return 0;
}方法二：
int check_sys()
{
union
{
char x;
int i;
}u;
u.i = 1;
return u.x;
}
int main()
{
int ret=check_sys();
if (ret == 1)
printf("小端\n");
else
printf("大端\n");
return 0;
}联合大小的计算
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。
感谢大家支持！！！