【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：
struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年龄
char sex[5];//性别
char id[20];//学号
}；//分号不能丢
特殊的声明
在声明结构的时候，可以不完全的声明。
比如：
//匿名结构体类型
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
struct Node
{
int data;
struct Node next;
};
//可行否？
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
//代码2
struct Node
{
int data;//数据域
struct Node* next;//指针域
};
注意：代码3
//代码3
typedef struct
{
int data;
Node* next; }Node;
//这样写代码，可行否？
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
//解决方案：
typedef struct Node//在使用Node*之前把类型名Node声明
{
int data;
struct Node* next; }Node;//这个Node是重命名后产生的
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。
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 = {x, y};
———————————————————————————————————————声明
{
char name[15];//名字
int age; //年龄
};
struct Stu s = {"zhangsan", 20};//初始化
———————————————————————————————————————
struct Node
{
int data;
struct Point p;
struct Node* next;
}n1 = {10, {4,5}, NULL}; //结构体嵌套初始化
———————————————————————————————————————
struct Node n2 = {20, {5, 6}, NULL};//结构体嵌套初始化
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：
1.第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
2.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
3.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。
4.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
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
图解：
练习2
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2));
图解：
练习3
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
图解：
练习4-结构体嵌套问题
struct S4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S4));
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：
#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8
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;
}
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
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; }
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：
struct A {
int _a:2;
int _b:5;
int _c:10;
int _d:30;
};
printf("%d\n", sizeof(struct A));
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
//一个例子
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？
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
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。
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