1.结构体
1.结构体类型的声明
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。
结构的声明，例如描述一个学生：名字，年龄，性别，学号等
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
注意：
struct Student
{
char name[20];
int age;
char sex[5];
float score;
} s1, s2, s3;//s1, s2, s3 是三个结构体变量 - 全局变量
但是
int main()
{
struct Student s4, s5, s6;//s4, s5, s6 是三个结构体变量 - 局部变量
return 0;
}
特殊的声明 ，在声明结构的时候，可以不完全的声明，称为匿名结构体；例如：下面的两个结构2在声明的时候省略掉了结构体标签（tag）。
//匿名结构体类型 struct { int a; char b; float c; }x; struct { int a; char b; float c; }a[20], *p;
在上面代码的基础上，下面的代码合法吗？
p = &x; 警告： 编译器会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型。 所以是非法的。
2.结构的自引用
正确自引用方式：
struct Node { int data; struct Node* next; };
特殊写法
typedef struct Node { int data;//存放数据-数据域 struct Node* n;//存放下一个节点的地址-指针域 }Node;
3.结构体变量的定义和初始化
如下代码定义结构体初始化
struct Point { int x; int y; }p1 = {1,2};//声明类型的同时定义变量p1 struct Point p3 = {4,5};//初始化：定义变量的同时赋初值 struct Stu//类型声明 { char name[15];//名字 int age; }; struct Node { int data; struct Point p; struct Node* next; }; int main() { int a = 10; int b = 20; struct Point p2 = {a, b}; struct Stu s = { "zhangsan", 20 }; struct Stu s2 = { .age=18, .name="如花"}; printf("%s %d\n", s.name, s.age); printf("%s %d\n", s2.name, s2.age); struct Node n = { 100, {20, 21}, NULL };//嵌套初始化 printf("%d x=%d y=%d\n", n.data, n.p.x, n.p.y); return 0; }
4.结构体内存对齐
思考
为什么结构体，S1和S2类型的成员一模一样，但是S1和S2所占空间的大小有了一些区别呢？
计算结构体的大小
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
Linux 境中gcci个编译器是没有默认对齐数的
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，最大对齐数即为该结构体中各个对齐数相比较的最大值)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。
例如
struct S3 { double d; char c; int i; }; struct S4 { char c1; struct S3 s3; double d; }; int main() { printf("%d\n", sizeof(struct S3)); printf("%d\n", sizeof(struct S4)); return 0; }
内存对齐分析
为什么存在内存对齐?
大部分的参考资料都是如是说的：
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呢？
例如：
struct S1 { char c1; int i; char c2; }; struct S2 { char c1; char c2; int i; };
S1和S2类型的成员一模一样，但是S1和S2所占空间的大小有了一些区别
那么我们就要 修改默认对齐数
之前我们见过了 #pragma 这个预处理指令，这里我们再次使用，可以改变我们的默认对齐数。
例如：
#include <stdio.h> #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; }
5.结构体传参
有传值调用和传址调用两种，
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。
结论： 结构体传参的时候，要传结构体的地址。
代码示例如下：
struct S { int data[1000]; int num; }; void print1(struct S t) { printf("%d %d %d %d\n", t.data[0], t.data[1], t.data[2], t.num); } void print2(const struct S * ps) { printf("%d %d %d %d\n", ps->data[0], ps->data[1], ps->data[2], ps->num); } int main() { struct S s = { {1,2,3}, 100 }; print1(s);//传值调用 print2(&s);//传址调用 return 0; }
6.结构体实现位段（位段的填充&可移植性）
位段的出现是为了节省空间
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,数字表示开辟的空间为几个Bit位
比如：
struct A { int _a:2; int _b:5; int _c:10; int _d:30; };
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。
为什么为三个字节呢？
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16bit位，32位机器最大4个字节即为32bit位，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
2.枚举
枚举顾名思义就是一一列举。
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
1.枚举类型的定义—enum
enum Day//星期 { Mon, Tues, Wed, Thur, Fri, Sat, Sun }; enum Sex//性别 { MALE, FEMALE, SECRET }； enum Color//颜色 { RED, GREEN, BLUE };
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
但是它的值是固定的不能更改的
2.枚举的优点
为什么使用枚举？
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
3.枚举的使用
只能拿枚举常量给枚举变量赋值，才不会出现类型的差异。
不能 clr = 5;
enum Color//颜色 { RED=1, GREEN=2, BLUE=4 }; enum Color clr = GREEN;//只能拿枚举常量给枚举变量赋值，才不会出现类型的差异。
3.联合
1.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）。
//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 printf("%d\n", sizeof(un));
2.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);
例如：判断当前计算机的大小端存储
int check_sys() { union { char c; int i; }u; u.i = 1; return u.c;//返回1表示小端，返回0表示大端 } int main() { int ret = check_sys(); if (ret == 1) printf("小端\n"); else printf("大端\n"); return 0; }
3.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。
比如：
联合体什么时候使用?
某些成员不会在同一时间使用
图书:库存量、价格、商品类型书名、作者、页数
杯子:库存量、价格、商品类型，设计
衬衫:库存量、价格、商品类型没计、可选颜色、可选尺
以上数据可综合为
