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🔎🔎一、结构体
1.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。
2.结构的声明
struct tag
{
member-list;
}variable-list;
例如描述一个人:
struct peo
{
char name[20];//名字
double len;//身高
char sex[6];//性别
int age;//年龄
};//分号千万不能丢，固定格式3.特殊的结构声明
在声明结构时，可以进行不完全的声明，称为：匿名结构体类型，一个匿名结构体类型只能使用一次。；例如：
struct
{
int x;
int y;
int r;
}a;那么问题来了，下面试着判断一下
struct
{
int a;
char b;
float c
}x;
struct
{
int a;
char b;
float c;
}a[20],*p;上面的两个结构在声明的时候，时不完全声明。
在上面代码的基础，下面的代码合法吗？
==p=&x==;
因为是不完全声明，编译器会把上面的两个声明当作完全不同的两个类型，
所以是非法的。
4.结构的自引用
在结构中包含一个类型为该结构本身的成员是否可以呢？
struct Node
{
int data;
struct Node next;
};如果大家觉得可以的话，试着计算一下，sizeof(struct Node)是多少? 它会无线的循环，套娃，根本没有一个准确的大小。
正确的自引用方式(类似链表的思想）：
struct Node
{
int data;
struct Node* next;//4/8个字节
};typedef struct
{
int data;
Node* next;
}Node;
//这样是否可行？
//正确方式:
typedef struct Node
{
int data;
struct Node* next;
}Node;5.结构体变量的定义和初始化
三种定义结构体的方式:
struct point
{
int x;
int y;
}p1; //声明类型时定义变量p1
struct point p2; //定义结构体类型变量p2
struct point p3 = { 1,2 };
//初始化:定义变量的时候同时赋初值三钟初始化结构体的方式:
struct stu
{
char name[20];
int age;
};
struct stu s = { "lisi",18 };//初始化
struct Node
{
int data;
struct point p;
struct Node* next;
}n1={5,{2,3},NULL};//全局结构体变量初始化
struct Node n2 = { 20,{1,4},NULL };//结构体嵌套初始化6.结构体内存对齐
我们已经掌握了结构体的基本使用了。
现在我们深入讨论一个问题：计算结构体的大小。
这也是一个特别热门的考点： 结构体内存对齐
//练习1
struct s1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct s1));//12
}
//练习1
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S2));//8
return 0;
}
如何计算？
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。
- 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
- 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。
- 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:
引入一个计算偏移量的函数计算一下，我们是否正确。
完全证实了我们的猜测。为什么存在内存对齐?
- 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。
- 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。
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2
};
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
int main()
{
printf("%d", sizeof(struct S1));
printf("%d", sizeof(struct S2));
return 0;
}在相同的结构体中，让占用空间小的成员在一块，更节省空间
7.修改默认对齐数
在有的情形下，系统默认8字节对齐数有点太浪费空间，不得不就修改默认对齐数，#pragma这个预处理指令就可以完成这个功能。
#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;
}
在默认对齐数不满足要求时，我们可以自定义默认对齐数。
8.结构体传参
两种不同的传参方式，如下:
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;
}两种都是可以正常进行打印的，但哪一个更优？
首选print2
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。
🔎🔎二.位段
1.什么是位段
位段的声明和结构体是相似的，不同点：
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。
struct A
{
int _a:2;
int _b:5;
int _c:10;
int _d:30;
};
int main()
{
printf("%d",sizeof(struct A));
return 0;
}
为什么不是16?
2.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
- 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。
- 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。
struct S
{
char a:3;
char b:4;
char c:5;
char d:4;
};
struct S s = {0};
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;空间是如何开辟的呢
3.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。
- 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。
- 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。
- 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。
4.位段的应用
虽然在这里位段有很多弊端，但在计算机网络的数据报中应用广泛。
🔎🔎三.枚举
1.枚举的定义
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
};以上定义了三种枚举类型。
{}中的内容是枚举的可能取值，又叫枚举常量
这些取值都是有值的，默认从0开始，也可以自己赋初值
enum color//颜色
{
RED=1,
YELLOW=5,
BLUE=7
};2.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：
- 增加代码的可读性和可维护性
- 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查，更加严谨。
- 防止了命名污染（封装）
- 便于调试
- 使用方便，一次可以定义多个常量
3.枚举的使用
在我写的动态通讯录那篇博客中，有应用枚举，感兴趣的小伙伴可以去看一下：枚举的具体使用
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。
clr = 5; //ok??🔎🔎四.联合(共同体)
1.联合的定义
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？
int main()
{
printf("%d\n", &(un.i));
printf("%d\n", &(un.c));
return 0;
}
union un
{
int i;
char c;
};
union un un;
// 下面输出的结果是多少？
int main()
{
union un un;
un.i = 0x11223344;
un.c = 0x55;
printf("%x\n", un.i);
return 0;
}
3.经典面试题(大小端的判断)
方法1：
//方法1
int check_sys()
{
int a = 1;
return *(char*)&a;
}
int main()
{
int ret = check_sys();
if (ret) //返回1为小端
printf("小端\n");
else
printf("大端\n");
return 0;
}
方法2(联合体)：
//方法2
int check_union()
{
union
{
int i;
char c;
}u;
u.i = 1;
return u.c;
}
int main()
{
int ret = check_union();
if (ret) //返回1为小端
printf("小端\n");
else
printf("大端\n");
return 0;
}
4. 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：
union Un1
{
char c[5];
int i;
};
union Un2
{
short c[7];
int i;
};
//下面输出的结果是什么？
printf("%d\n", sizeof(union Un1));
printf("%d\n", sizeof(union Un2));
总结
🔥🔥🔥今天来了一期自定义结构体类型大满贯，只要照着认真学习，肯定会收获不少，暑假卷起来。
