前言
C语言提供了一些由系统已定义好的数据类型，如：int,float,char等，用户可以在程序中用它们定义变量，解决一般的问题，但我们要处理的问题往往比较复杂，只有系统提供的类型还不能满足应用的需求，C语言允许用户根据自己建立一些数据类型，并用它来定义变量，比如结构体，枚举，联合体这些自定义类型
接下来小羊就带铁汁们学习关于结构体，枚举以及联合体的相关内容~~
一、结构体
1.1 结构体的基础知识
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。
声明结构体类型的一般形式：
struct 结构体名
{
//成员变量，是用来描述结构体对象的相关属性
成员列表
};
1.2 结构体的声明
1.先声明结构体类型，再定义该类型的变量
struct stu { char name[20]; int stuid[20]; int age; int height; }; int main() { struct stu s1； struct stu s2； return 0; }
2.在声明类型的同时定义：
struct stu { char name[20]; int stuid[20]; int age; int height; }s1,s2;
这种定义结构体的一般形式为:
struct 结构体名
{
成员列表；
}变量名列表；
1.3 结构体的特殊声明
匿名结构体类型
#include<stdio.h> struct { char a; int b; double c; }d;//结构体必须在这里命名，而且只能使用一次 struct { char a; int b; double c; }* ps; int main() { ps = &d;//这里不能这样使用，这是非法的 //编译器认为等号两边是不同的结构体类型 return 0; }
仔细观察上面的这两个结构是不是除了变量名不一样，其他都完全一样
那问题来了，这两个结构体是相同的结构体吗？？？
答案当然不是，省略掉结构体标签后，编译器会认为这两个结构体是不一样的，即使这两个结构体成员是一样的，编译器也会把上面的两个结构体声明当成完全不同的类型
1.4 结构体的自引用
struct Node { int Data; struct Node* Next; };
#include<stdio.h> typedef struct Node//重命名这个结构体为Node { int Data; struct Node* Next; }Node; int main() { struct Node n1 = { 0 };//写法一 Node n2 = { 0 };//写法二 return 0; }
1.5 结构体的初始化和访问
初始化：
struct Student { int num; char name[20]; char sex[5]; int age; }s1 = { 1,"李四","女",19 }; int main() { struct Student s2 = { 2,"张三","男",18 }; printf("%d %s %s %d\n", s1.num, s1.name, s1.sex, s1.age); printf("%d %s %s %d\n", s2.num, s2.name, s2.sex, s2.age); return 0; }
结构体嵌套初始化：
struct Point { int a; double b; }; struct Node { int data; struct Point p; struct Node* next; }n1 = { 10, {4,5}, NULL };
结构体访问：
- p.成员名
- (*p).成员名
- p->成员名
1.6 结构体内存对齐
结算结构体的大小，是一个很热门的考点：结构体内存对齐
#include<stdio.h> struct S1 { char s1; int i; char s2; }; struct S2 { int i; char s1; char s2; }; int main() { printf("%d\n", sizeof(struct S1)); printf("%d\n", sizeof(struct S2)); return 0; }
运行结果：
12 8
按照我们现在的所认知，char是一个字节，int是两个字节，所以这两个结构体大小不应该是1+1+4=6个字节吗？？但运行起来的结果却跟我们想的不一样，那么就让铁汁们带着疑问往下看~~
我们可以通过宏（offsetof）来观察结构体中各成员变量距起始位置的偏移量
offsetof：计算结构体成员变量相较于结构体起始位置的偏移量
#include<stdio.h> #include<stddef.h> struct S1 { char s1; int i; char s2; }; int main() { printf("%d\n", sizeof(struct S1)); printf("%d\n", offsetof(struct S1,s1)); printf("%d\n", offsetof(struct S1, i)); printf("%d\n", offsetof(struct S1, s2)); return 0; }
运行结果：
12 0 4 8
好，接下来小羊来解开小伙伴们的疑惑~
首先得掌握结构体的对齐规则：
- 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 Linux中没有默认对齐数，对齐数就是成员自身的大小
- 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。
第一个成员是s1，所以在偏移量为0处，它的对齐数是1，占一个字节；
第二个成员是i，它的对齐数是4，所以从偏移量为4开始，占四个字节；
第一个成员是s2，它的对齐数是1，所以从偏移量为8开始，占一个字节；
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，我们让占用空间小的成员尽量集中在一起，就可以节省空间。
1.7 修改默认对齐数
#include <stdio.h> #pragma pack(2)//设置默认对齐数为2 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 int main() { printf("%d\n", sizeof(struct S1)); return 0; }
运行结果：
8
在不改变对齐数的情况下，运行结果应该是12
结构体在对齐方式不合适的时候，我们可以自己改变默认对齐数
1.8 结构体传参
#include<stdio.h> struct S { int a; int b; }; struct S s = { 1,9 }; void Print(struct S* ps) { printf("%d\n", ps->b); } int main() { Print(&s); return 0; }
函数传参的时候，参数需要压栈，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，参数压栈的系统开销过大，会导致性能的下降
所以结构体传参的时候，传结构体地址
『C语言进阶』自定义类型详解（二）：https://developer.aliyun.com/article/1392702
