【C语言】一篇搞定自定义类型：结构体、枚举、联合体（共用体）附上简易通讯录项目源码

1. 结构体

1.1 结构体类型的声明

1.2 结构的自引用

1.3 结构体变量的定义和初始化

1.4 结构体内存对齐

1.5 为什么存在内存对齐

1.6 修改默认对齐数

1.7 结构体传参

1.7 结构体实现位段（位段的填充&可移植性）

2. 枚举

2.1 枚举类型的定义

2.2 枚举的优点

2.3 枚举的使用

3. 联合

3.1 联合类型的定义

3.2 联合的特点

3.3 联合大小的计算

4. 利用自定义类型实现简易通讯录程序

联合体（共用体）附上简易通讯录项目源码)

1. 结构体

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。

1.1 结构体类型的声明

结构的声明

struct tag

{

member-list;

}variable-list;

例如描述一个学生：

特殊的声明

在声明结构的时候，可以不完全的声明。

比如：

上面的两个结构在声明的时候省略掉了结构体标签（tag）。

那么问题来了？

在上边代码的基础上，下面代码合法吗？

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。

1.2 结构的自引用

在结构体中包含一个类型为该结构体本身的成员是否可以呢？

来看如下两段代码

代码1 这种自引用方式是错误的，

如果可以，那sizeof(struct Node)是多少？

这就会形成无限套娃，这个结构体大小就会是无限大

正确的自引用方式应该是代码2这样的，通过指针（指针大小是确定的4/8字节）的方式来自引用

注意：代码3

答案是不行

因为在使用Node*的时候，Node这个类型还没有产生，所以还不能被使用

1.3 结构体变量的定义和初始化

有了结构体类型，那如何定义变量，其实很简单。

1.4 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

要计算结构体的大小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中的默认值为4

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。

练习1

图解：

练习2

图解：

练习3

图解：

练习4-结构体嵌套问题

图解：

1.5 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。

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。

1.6 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

请看代码：

运行结果：

结论：

当你觉得结构体对齐数不合适的时候，可以用#pragma来修改对齐数，从而达到一个节省空间的效果，但是有可能会损失效率，要合理使用

1.7 结构体传参

直接上代码

上面的 print1 和 print2 函数哪个好些？

答案是：首选print2函数。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。

结论：

结构体传参的时候，要传结构体的地址。

1.7 结构体实现位段（位段的填充&可移植性）

什么是位段

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。

比如：

A就是一个位段类型，那位段A的大小是多少？

运行结果如图

为什么是这样呢？接下来看

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。

所以上边的位段A就是这样的

再来举一个例子

大小为3个字节

空间开辟过程请看图解：

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，但是有跨平台的问题存在。

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

颜色也可以一一列举。

这里就可以使用枚举了。

2.1 枚举类型的定义

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。例如：

2.2 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

2.3 枚举的使用

3. 联合

3.1 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）。

比如：

因为共用空间，所以联合体大小至少为最大成员的大小（因为联合至少得有能力保存最大的那个成员）

3.2 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）。

图解：

3.3 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：

图解：

4. 利用自定义类型实现简易通讯录程序

通讯录.c

#include "contact.h"
void menu()
{
  printf("******************************\n");
  printf("****  1. 添加      2. 删除  **\n");
  printf("****  3. 搜索      4. 修改  **\n");
  printf("****  5. 展示全部  6. 排序  **\n");
  printf("****  0. 退出               **\n");
  printf("******************************\n");
}
int main()
{
  int input = 0;
  //创建一个通讯录
  struct Contact con;
  //初始化通讯录
  InitContact(&con);
  do
  {
    menu();
    printf("请选择:>");
    scanf_s("%d", &input);
    switch (input)
    {
    case ADD:
      AddContact(&con);
      break;
    case DEL:
      DeletContact(&con);
      break;
    case SHOW:
      ShowContact(&con);
      break;
    case MODIFY:
      ModifyContact(&con);
      break;
    case SEARCH:
      SearchContact(&con);
        break;
    case SORT:
      SortContact(&con);
      break;
    case EXIT:
      printf("退出通讯录\n");
      break;
    default:
      printf("选择错误\n");
      break;
    }
  } while (input);
  return 0;
}

contact.c

#include "contact.h"
void InitContact(struct Contact* pc)
{
  pc->sz = 0;//默认没有信息
  //memset(pc->data, 0, MAX*sizeof(struct PeoInfo));
  memset(pc->data, 0, sizeof(pc->data));
}
void AddContact(struct Contact* pc)
{
  if (pc->sz == MAX)
  {
    printf("通讯录满了\n");
  }
  else
  {
    printf("请输入名字:>");
    scanf_s("%s", pc->data[pc->sz].name,30);
    printf("请输入年龄:>");
    scanf_s("%d", &(pc->data[pc->sz].age));
    printf("请输入性别:>");
    scanf_s("%s", pc->data[pc->sz].sex,5);
    printf("请输入电话:>");
    scanf_s("%s", pc->data[pc->sz].tele,12);
    printf("请输入地址:>");
    scanf_s("%s", pc->data[pc->sz].addr,30);
    printf("添加成功\n");
    pc->sz++;
    ShowContact(pc);
  }
}
void DeletContact(struct Contact* pc) 
{
  printf("请输入需要删除的联系人姓名\n");
  char name[30]="0";
  scanf_s("%s", name, 30);
  for (int i = 0; i < pc->sz; i++)
  {
    if (strcmp(name, pc->data[i].name) == 0)
    {
      for (int j = i; j < pc->sz; j++)
      {
        strcpy_s(pc->data[j].name, 30, pc->data[j + 1].name);
        strcpy_s(pc->data[j].sex, 5, pc->data[j + 1].sex);
        strcpy_s(pc->data[j].tele, 12, pc->data[j + 1].tele);
        strcpy_s(pc->data[j].addr, 30, pc->data[j + 1].addr);
        pc->data[j].age = pc->data[j + 1].age;
      }
      printf("删除成功\n");
      (pc->sz)--;
      ShowContact(pc);
    }
  }
}
void ModifyContact(struct Contact* pc)
{
  printf("请输入需要修改的联系人姓名\n");
  char name[30]="0";
  scanf_s("%s", name, 30);
  for (int i = 0; i < pc->sz; i++)
  {
    if (strcmp(name, pc->data[i].name) == 0)
    {
      printf("请输入名字:>");
      scanf_s("%s", pc->data[i].name, 30);
      printf("请输入年龄:>");
      scanf_s("%d", &(pc->data[i].age));
      printf("请输入性别:>");
      scanf_s("%s", pc->data[i].sex, 5);
      printf("请输入电话:>");
      scanf_s("%s", pc->data[i].tele, 12);
      printf("请输入地址:>");
      scanf_s("%s", pc->data[i].addr, 30);
      printf("修改成功!\n");
      ShowContact(pc);
    }
  }
}
void ShowContact(struct Contact* pc)
{
  int i = 0;
  printf("序号\t%10s\t%10s\t%8s\t%15s\t%30s\n", "name", "age", "sex", "tele", "addr");
  for (i = 0; i < pc->sz; i++)
  {
    //打印每一个数据
    printf("%d\t%10s\t%10d\t%8s\t%15s\t%30s\n",
      i+1,
      pc->data[i].name,
      pc->data[i].age,
      pc->data[i].sex,
      pc->data[i].tele,
      pc->data[i].addr);
  }
}
void SearchContact(struct Contact* pc)
{
  printf("请输入需要搜索的联系人姓名\n");
  char name[30]="0";
  scanf_s("%s",name,30);
  for (int i = 0; i < pc->sz; i++)
  {
    if (strcmp(name , pc->data[i].name) == 0)
    {
      printf("序号\t%10s\t%10s\t%8s\t%15s\t%30s\n", "name", "age", "sex", "tele", "addr");
      printf("%d\t%10s\t%10d\t%8s\t%15s\t%30s\n",
        i + 1,
        pc->data[i].name,
        pc->data[i].age,
        pc->data[i].sex,
        pc->data[i].tele,
        pc->data[i].addr);
      return;
    }
  }
  printf("找不到联系人信息\n");
}
void SortContact(struct Contact* pc)
{
  struct PeoInfo temp;
  for(int j = 0;j < pc->sz-1;j++)
  for (int i = 0; i < pc->sz-1-j; i++) 
  {
    if (strcmp(pc->data[i].name, pc->data[i + 1].name) > 0)
    {
      temp = pc->data[i + 1];
      pc->data[i + 1] = pc->data[i];
      pc->data[i] = temp;
    }
  }
  ShowContact(pc);
}

contact.h

#pragma once
#define NAME_MAX 30
#define SEX_MAX 5
#define TELE_MAX 12
#define ADDR_MAX 30
#define MAX 1000
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
//创建枚举变量
enum Option
{
  EXIT,
  ADD,
  DEL,
  SEARCH,
  MODIFY,
  SHOW,
  SORT
};
//描述人的信息
struct PeoInfo
{
  char name[NAME_MAX];
  int age;
  char sex[SEX_MAX];
  char tele[TELE_MAX];
  char addr[ADDR_MAX];
};
//通讯录
struct Contact
{
  struct PeoInfo data[MAX];//1000个人的数据存放在data数组中
  int sz;//记录当前通讯录有效信息的个数
};
//初始化通讯录
void InitContact(struct Contact* pc);
//增加联系人
void AddContact(struct Contact* pc);
//删除联系人
void DeletContact(struct Contact* pc);
//修改联系人信息
void ModifyContact(struct Contact* pc);
//搜索联系人信息
void SearchContact(struct Contact* pc);
//显示所有的联系人
void ShowContact(struct Contact* pc);
//按姓氏排序联系人信息
void SortContact(struct Contact* pc);

【C语言】一篇搞定自定义类型：结构体、枚举、联合体（共用体）附上简易通讯录项目源码

1. 结构体

1.1 结构体类型的声明

1.2 结构的自引用

1.3 结构体变量的定义和初始化

1.7 结构体传参

2. 枚举

2.1 枚举类型的定义

2.3 枚举的使用

3. 联合

3.1 联合类型的定义

3.2 联合的特点

3.3 联合大小的计算

4. 利用自定义类型实现简易通讯录程序

热门文章

最新文章

相关课程

相关电子书

相关实验场景

热门

活动广场

任务中心

开发者评测

高校计划

乘风者计划

训练营

阿里云MVP

话题

直播

下载

镜像站

技术资料

插件

【C语言】一篇搞定自定义类型：结构体、枚举、联合体（共用体）附上简易通讯录项目源码

1. 结构体

1.1 结构体类型的声明

1.2 结构的自引用

1.3 结构体变量的定义和初始化

1.7 结构体传参

2. 枚举

2.1 枚举类型的定义

2.3 枚举的使用

3. 联合

3.1 联合类型的定义

3.2 联合的特点

3.3 联合大小的计算

4. 利用自定义类型实现简易通讯录程序

热门文章

最新文章

相关课程

相关电子书

相关实验场景