C语言进阶,第4节-自定义类型详解(结构体+枚举+联合)

简介: C语言进阶,第4节-自定义类型详解(结构体+枚举+联合)

一、 结构体

1. 结构的声明

//描述一个学生

struct Stu//结构体标签
{
    //成员变量
    char name[20];
    int age;
    char sex[5];
    char id[20];
}x;
//x 为 struct Stu 类型的变量

//匿名结构体类型

struct
{
    int a;
    char c;
    float f;
}a;
struct
{
    int a;
    char c;
    float f;
}*pa;
//省略了结构体标签

编译器会把上面两种声明当做完全不同的两个类型

2. 结构体自引用

//正确的自引用方式:

struct Node
{
    int data;
    struct Node* next;
};

注意:

//error
typedef struct
{
    int data;
    Node* next;
}Node;
//正确方式
typedef struct Node
{
    int data;
    struct Node* next;
    //注意加上 struct
}Node;

3. 结构体变量定义和初始化

//定义

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

//初始化结构体的两种方式
struct Stu
{
    char name[20];
    char sex[5];
    int age;
}s1 = { "ZhangSan","男",20 }, s2 = { .age = 30,.sex = "女" , .name = "翠花" };
//结构体嵌套初始化
struct Node
{
    int data;
    struct Point p;
    struct Node* next;
}n1 = { 20,{1,2},NULL };

4. 结构体内存对齐

//结构体对齐规则 :

//例 1

//例 2

//为什么存在内存对齐?(结构体内存对齐是拿空间换取时间的做法

1. 平台(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

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。

5. 修改默认对齐数

#pragma pack(4) //修改默认对齐数为 4
#pragma pack()  //取消设置的默认对齐数,还原为默认

6.结构体传参

结构体传参的时候,要传结构体的地址。

7. 位段

  1. 位段的成员可以是 int、 unsigned int、 signed int 或是 char (属于整型家族)类型
  2. 位段成员名后面有一个冒号和一个数字
struct A
{
    int a:2;
    char c:4;
};
7.1 位段的内存分配
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;
}

7.2 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. 当一个结构体包含两个位段,第二个位段成员比较大,无法容纳于第一个位段剩余的位是,是舍弃剩余的位还是利用,这是不缺定的。
总结:跟结构相比,位段可以达到同样的效果,并且可以很好的节省空间,但是有跨平台的问题存在

二、枚举

1. 枚举类型的定义

//三原色

enum Color
{
    Red = 3,
    Green = 6,
    Blue = 9
};

2. 枚举的优点

  1. 增加代码的可读性

  1. 和 #define 定义的标识符相比,枚举有类型检查,更加严谨
  2. 便于调试
  3. 使用方便,一次可以定义多个常量

3. 枚举的使用

enum Color
{
  Red,
  Green,
  Blue
};
int main()
{
  enum Color col = Red;
  col = 5;
  return 0;
}

三、 联合

1. 联合体的定义

联合是一种特殊的自定义类型,这种类型定义的变量包含了一系列成员,特征是 这些成员公用同一块空间。(所以联合也叫共用体)

union Un
{
    char c;
    int i;
};

2. 联合的特点

3. 联合大小的计算

1. 联合的大小至少是最大成员的大小
2. 当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍时,就要对齐到最大对齐数的整数倍。

//例

union Un1
{
  char c[5];
  int i;
};
union Un2
{
  short c[7];
  int i;
};
int main()
{
  printf("%d\n", sizeof(union Un1));
  printf("%d\n", sizeof(union Un2));
  return 0;
}

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