1-C语言之结构体、共用体、枚举

一、关键字说明

        C语言有32个关键字，C语言通过关键字的使用使编译器进行相关的操作

         结构体对应关键字struct

         共用体(联合体)对应的关键字是union

         枚举类型对应的关键字是enum

二、结构体、共用体(联合体)、枚举定义

        结构体的定义：一种或多种基本类型或构造类型的数据的集合(构造类型)。

        共用体(联合体)的定义：所谓的共用体(联合体)就是其中的成员共用一段内存，内存的大小由最大的那个成员的大小确定。

        枚举类型：C语言等计算机编程语言中是一种构造数据类型，它用于声明一组命名的常数，当一个变量有几种可能的取值时，可以将它定义为枚举类型。

三、结构体、共用体与内存分配的关系

         结构体：内存对齐——最大以4字节对齐(32位机)

        共用体：

四、结构体的使用

         step1：结构体的定义

                 (1)先定义结构体类型，再去定义结构体变量

                 (2)struct  结构体类型名{

                              成员列表

                  };

                (3)构造的数据类型是 struct 结构体类型名

               (4)例子

                    struct stu{

                              int num;

                              char name[20];

                              char sex;

                     };

         step2：结构体取成员操作

                  (1)采用.取结构体成员

                  (2)采用->取结构体成员

                   定义结构体指针，用结构体指针->成员变量进行取值操作

                  (3)基址 + 偏移 = 取成员

         step3：结构体的初始化和使用

                  (1)直接定义时并初始化

              

              (2)采用bzero和memset对结构体进行初始化，初始化后直接进行赋值操作

       

        step4：结构体数组

         (1)结构体数组的定义：结构体数组是个数组，由若干个相同类型的结构体变量构成的集合

         (2)结构体数组(类似int a[10])的定义方法：

          .NOTE：结构体数组从两方面来理解

                        (1)结构体和基本数据类型，原则上都是数据类型，一个是构造数据类型，一个是基本数据类型

                        (2)数组方面：基本数据类型int a[10],  构造数据类型struct stu student[10]

                          struct stu{

                                         int num;

                                         char name[20];

                                          char sex;

                           };

                        struct stu student[10];

                        这个数组有10个元素分别是student[0] 、student[1]、student[2]..........student[9]

          (3)数组元素的使用

                1）student0].num =101;//用101给student数组的第0个结构体变量的num赋值

                2）使用字符串操作函数：strcpy(student[1].name,"lucy");

         step5：结构体指针

        (1)结构体指针：即结构体的地址

        (2)定义一个变量来存放这个地址，那这个变量就是结构体指针变量。

        (3)结构体指针变量的定义方法：

       .NOTE：结构体指针从两方面来理解

                        (1)结构体和基本数据类型，原则上都是数据类型，一个是构造数据类型，一个是基本数据类型

                        (2)指针变量方面：基本数据类型int *a,  构造数据类型struct stu *ps

         (4)struct stu{

                   int num;

                  char name[20];

            };

           struct stu * p;//定义了一个struct stu *类型的指针变量，变量名是p，p占4个字节，用来保存结构体变量的地址编号

     (5)使用： struct stu boy;

                      struct stu *p; 

                      p=&boy;

         访问结构体变量的成员方法：

           (1)boy.num=101;//可以，通过结构体变量名.成员名

           (2)(*p).num=101;//可以，*p相当于p指向的变量boy

           (3)p->num=101;//可以，指针->成员名 

通过结构体指针来引用指针指向的结构体的成员，前提是指针必须先指向一个结构体变量。

        step6：结构体内存对齐机制——内存对齐，提高寻址效率

                     用空间来换时间，提高cpu读取数据的效率

规则1：结构体分配内存时哪个基本类型的成员占字节数多，就以它的大小为单位开辟内存,

在gcc中出现了double类型的，例外

1：成员中只有char型数据 ，以1字节为单位开辟内存。

2：成员中出现了short int 没有更大字节数的基本类型数据以2字节为单位开辟内存

3、出现了int float 没有更大字节的基本类型数据的时候以4字节为单位开辟内存。

4、出现了double类型的数据

情况1：

         在vc里，以8字节为单位开辟内存。

情况2：

        在gcc里，以4字节为单位开辟内存。

无论是那种环境，double型变量，占8字节。

注意：

            如果在结构体中出现了数组，数组可以看成多个变量的集合。

            如果出现指针的话，没有占字节数更大的类型的，以4字节为单位开辟内存。

            在内存中存储结构体成员的时候，按定义的结构体成员的顺序存储。

例1：struct stu{

             char sex;

             int age;

         }lucy;

        lucy的大小是4的倍数。

 

规则2：字节对齐

1：char 1字节对齐 ，即存放char型的变量，内存单元的编号是1的倍数即可。

2：short int 2字节对齐 ，即存放short int 型的变量，起始内存单元的编号是2的倍数即可。

3：int 4字节对齐 ，即存放int 型的变量，起始内存单元的编号是4的倍数即可

4：long int 在32位平台下，4字节对齐 ，即存放long int 型的变量，起始内存单元的编号是4的倍数即可

5：float 4字节对齐 ，即存放float 型的变量，起始内存单元的编号是4的倍数即可

6：double

1.vc环境下

         8字节对齐，即存放double型变量的起始地址，必须是8的倍数，double变量占8字节

2.gcc环境下

         4字节对齐，即存放double型变量的起始地址，必须是4的倍数，double变量占8字节。

注意3：当结构体成员中出现数组的时候，可以看成多个变量。

注意4：开辟内存的时候，从上向下依次按成员在结构体中的位置顺序开辟空间

例1：

struct stu{

              char a;

              short b;

              int c;

         }temp;

五、共用体(联合体)的使用

         step1：共用体的定义

             (1)几种不同类型的变量存到同一段内存单元中，几个变量所使用空间相互重叠

             (2)这种几个不同的变量共同占用一段内存的结构，在C语言中，被称作“共用体”类型结构

             (3)共用体所有成员占有同一段地址空间

         step2：共用体的大小

            (1)共用体的大小是其占内存长度最大的成员的大小

                 typedef union data{

                          short int i;

                          char ch;

                          float f；

                 }DATA;

                 DATA temp2;

                 共用体temp2占4个字节，即i、ch、f共用4个字节

         step3：共用体与大小端序

         step6：共用体的本质

                       根据union固定首地址和union按最大需求开辟一段内存空间两个特征，可以发现，所有表面的定义都是虚的，所谓联合体union，就是在内存给你划了一个足够用的空间，至于你怎么玩~它不管~！（何止是union和struct，C不就是玩地址么，所以使用C灵活，也容易犯错）

  给你首地址 + 内存空间，剩下的自己操作

六、枚举类型的应用

         step1：枚举类型的定义

                       在C语言等计算机编程语言中是一种构造数据类型，它用于声明一组命名的常数，当一个变量有几种可能的取值时，可以将它定义为枚举类型

         step2：枚举类型的特征

         (1) 枚举型是一个集合，集合中的元素(枚举成员)是一些命名的整型常量，元素之间用逗号,隔开。

         (2) DAY是一个标识符，可以看成这个集合的名字，是一个可选项，即是可有可无的项。

         (3) 第一个枚举成员的默认值为整型的0，后续枚举成员的值在前一个成员上加1。

         (4) 可以人为设定枚举成员的值，从而自定义某个范围内的整数。

         (5) 枚举型是预处理指令#define的替代。

         (6) 类型定义以分号;结束。

         step3：枚举声明变量——枚举构造数据类型，与基本数据类型一致，都是数据类型

         (1)枚举类型的定义和变量的声明分开

      

       (2)类型定义与变量声明同时进行

        (3)用typedef关键字类型重定义

        .NOTE：同一个程序中不能定义同名的枚举类型，不同的枚举类型中也不能存在同名的命名常量

         step4：使用枚举类型的变量

        (1)先声明变量，再对变量赋值

        (2)声明变量的同时赋初值

        (3)定义类型的同时声明变量，然后对变量赋值

     

         (4)定义类型的同时声明变量，然后对变量赋值

step5：enum与sizeof的千丝万缕

        枚举就是在其相应作用域内的一个标识符而已，编译器根本不知道什么是枚举这个东西，枚举对于编译器来说就是int类型的值而已，只不过是个常量int,枚举的一切行为表现都与一个普通的int值没有区别，所以sizeof的值为4(32位机)。