1 -> 结构体的声明
1.1 -> 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。
1.2 -> 结构的声明
例如描述一个学生：
struct Student { char name[20]; //姓名 int age; //年龄 char id[20]; //学号 };
1.3 -> 特殊的声明
在声明结构时可以不完全声明
struct { char name[20]; //姓名 int age; //年龄 char id[20]; //学号 }x;
1.4 -> 结构的自引用
typedef struct Node { int data; struct Node* next; }node;
1.5 -> 结构体变量的定义与初始化
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：定义变量的同时赋初值。 struct Point p3 = { 1, 2 }; struct Student // 类型声明 { char name[20]; // 姓名 int age; // 年龄 }; struct Student stu = { "zzl", 21 }; // 初始化 struct Node { int data; struct Point p; struct Node* next; }n1 = { 1, {2,3}, NULL }; // 结构体嵌套初始化 struct Node n2 = { 2, {4, 5}, NULL }; // 结构体嵌套初始化
1.6 -> 结构体内存对齐
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)
-> 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。
存在内存对齐的原因：
-> 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。
总的来说：
结构体的内存对齐是用空间换时间的做法。
设计结构体时，怎样满足内存对齐又节省空间？
让占用空间小的成员尽量集中在一起
struct Point { char x; int y; char z; }p1; struct Point { char x; char z; int y; }p2;
很显然，p1与p2类型虽然成员相同，但是占有的空间则是不同的。
1.7 -> 修改默认对齐数
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include <stdio.h> #pragma pack(8) // 设置默认对齐数为8 struct Point1 { char x; int y; char z; }p1; #pragma pack() // 取消设置的默认对齐数，还原为默认对齐数 #pragma pack(2) // 设置默认对齐数为2 struct Point2 { char x; int y; char z; }p2; #pragma pack() // 取消设置的默认对齐数，还原为默认对齐数 int main() { printf("p1占用空间字节数为: %d\n", sizeof(p1)); printf("p2占用空间字节数为: %d\n", sizeof(p2)); return 0; }
运行结果：
1.8 -> 结构体传参
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include <stdio.h> struct S { int data[50]; int num; }; struct S s = { {1,2,3,4}, 21 }; // 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; }
很显然，Print2函数更好。
因为：
-> 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：
结构体传参时，要传结构体的地址。
2 -> 位段
2.1 -> 什么是位段
位段的声明与结构相似，但是有两个不同：
-> 位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int 。
-> 位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。
例如：
struct S { int _a : 3; int _b : 5; int _c : 7; };
2.2 -> 位段的内存分配
- 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。
- 位段的空间上按照需要以4个字节(int)或者1个字节(char)的方式开辟的。
- 位段涉及诸多不确定因素，位段是不跨平台的，注重可移植的程序应避免使用位段。
如：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include <stdio.h> struct S { int _a : 3; int _b : 5; int _c : 7; }; int main() { struct S s = { 0 }; s._a = 1; s._b = 2; s._c = 3; return 0; }
2.3 -> 位段的跨平台问题
-> 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，但是存在跨平台问题。
2.4 -> 位段的应用
3 -> 枚举
3.1 -> 枚举类型的定义
enum Day//星期 { Mon, Tues, Wed, Thur, Fri, Sat, Sun };
定义的enum Day为枚举类型
{}内的内容是枚举类型的可能取值，称作枚举常量。
3.2 -> 枚举的优点
优点：
- 增加代码的可读性与可维护性。
- 与#define定义的标识符相比，枚举有类型检查，更加的严谨。
- 防止命名污染(封装)。
- 便于调试。
- 使用方便，一次可以定义多个变量。
3.3 -> 枚举的使用
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include <stdio.h> enum Day//星期 { Mon = 1, Tues = 2, Wed = 3, Thur = 4, Fri = 5, Sat = 6, Sun = 7 }; int main() { enum Day day = Sat; return 0; }
4 -> 联合(共用体)
4.1 -> 联合类型的定义
联合是一种特殊的自定义类型。
这种类型定义的变量也包含一系列的成员，特征是这些成员共用同一块空间(所以联合也叫做共用体)。
// 联合类型的声明 union Un { int a; char b; }; union Un u; // 联合类型的定义
4.2 -> 联合的特点
联合的成员是共用同一内存空间，这样一个联合变量的大小，至少是最大成员的大小(因为联合体至少得有能力保存最大的成员)。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include <stdio.h> // 联合类型的声明 union Un { int a; char b; }; union Un u; // 联合类型的定义 int main() { printf("%d\n", &(u.a)); printf("%d\n", &(u.b)); return 0; }
4.3 -> 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时，就要对齐到最大对齐数的整数倍。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include <stdio.h> union Un1 { int a; char b[10]; }; union Un2 { int a; short b[20]; }; int main() { printf("%d\n", sizeof(union Un1)); printf("%d\n", sizeof(union Un2)); return 0; }
运行结果：
感谢各位大佬支持!!!
