C语言|一篇解自定义类型（结构体，位段，枚举，联合 C语言入门到入土（进阶篇））笔记|c语言|开发语言|后端|自定

目录
1. 结构体
1.1 结构的基础知识
1.2 结构的声明
1.3 特殊的声明
1.4 结构的自引用
1.5 结构体变量的定义和初始化
1.6 结构体内存对齐
1.7 修改默认对齐数
1.8 结构体传参
2. 位段
2.2 位段的内存分配
?（上面图是VS2013）
2.3 位段的跨平台问题
2.4 位段的应用
3. 枚举
3.1 枚举类型的定义
3.2 枚举的优点
3.3 枚举的使用
4. 联合（共用体）
【C语言|一篇解自定义类型（结构体，位段，枚举，联合 C语言入门到入土（进阶篇））】4.1 联合类型的定义
4.2 联合的特点
4.3 联合大小的计算

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1. 结构体 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

structtag{member - list ; //成员变量 } variable - list ; //变量列表

例如描述一个学生：

structStu{charname [ 20 ]; // 名字intage ; // 年龄charsex [ 5 ]; // 性别charid [ 20 ]; // 学号}; // 分号不能丢

1.3 特殊的声明

在声明结构的时候，可以不完全的声明。

// 匿名结构体类型struct{inta ; charb ; floatc ; } x ; struct{inta ; charb ; floatc ; } 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）。

// 在上面代码的基础上，下面的代码合法吗？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。

1.4 结构的自引用

在结构中包含一个类型为该结构本身的成员是否可以呢？

// 代码 1structNode{intdata ; structNode next ; }; // 可行否？不可以哈，因为会一直循环包括自己如果可以，那 sizeof ( structNode ) 是多少？正确的自引用方式：// 代码 2structNode{intdata ; structNode *next ; };

注意：

// 代码 3typedef struct{intdata ; Node *next ; } Node ; // 这样写代码，可行否？是不可以的哈 // 解决方案：typedef structNode{intdata ; structNode *next ; } Node ;

1.5 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。

structPoint{intx ; inty ; } p1 ; // 声明类型的同时定义变量 p1structPoint p2 ; // 定义结构体变量 p2// 初始化：定义变量的同时赋初值。structPoint p3={ x ,y }; structStu// 类型声明{charname [ 15 ]; // 名字intage ; // 年龄}; structStu s={ "zhangsan" ,20 }; // 初始化structNode{intdata ; structPoint p ; structNode *next ; } n1={ 10 , { 4 , 5 },NULL }; // 结构体嵌套初始化structNode n2={ 20 , { 5 ,6 },NULL }; // 结构体嵌套初始化

1.6 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

如何计算？

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。 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。

为什么存在内存对齐?

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。

// 练习 1structS1{charc1 ; inti ; charc2 ; }; printf ( "%d\n" ,sizeof ( structS1 )); //12 // 练习 2structS2{charc1 ; charc2 ; inti ; }; printf ( "%d\n" ,sizeof ( structS2 )); //8 // 练习 3structS3{doubled ; charc ; inti ; }; printf ( "%d\n" ,sizeof ( structS3 )); //16 // 练习 4- 结构体嵌套问题structS4{charc1 ; structS3 s3 ; //16 doubled ; }; printf ( "%d\n" ,sizeof ( structS4 )); //32

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：structS1{charc1 ; inti ; charc2 ; }; //12 structS2{charc1 ; charc2 ; inti ; }; //8 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。

1.7 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。

#include#pragma pack(8) // 设置默认对齐数为 8structS1{charc1 ; inti ; charc2 ; }; #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 1structS2{charc1 ; inti ; charc2 ; }; #pragma pack() // 取消设置的默认对齐数，还原为默认intmain (){// 输出的结果是什么？printf ( "%d\n" ,sizeof ( structS1 )); printf ( "%d\n" ,sizeof ( structS2 )); return0 ; }

结论：
结构在对齐方式不合适的时候，我么可以自己更改默认对齐数。

1.8 结构体传参

直接上代码：
structS{intdata [ 1000 ]; intnum ; }; structS s={{ 1 , 2 , 3 , 4 },1000 }; // 结构体传参voidprint1 ( structS s ){printf ( "%d\n" ,s . num ); }// 结构体地址传参voidprint2 ( structS *ps ){printf ( "%d\n" ,ps -> num ); }intmain (){print1 ( s ); // 传结构体print2 ( & s ); // 传地址return0 ; }

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。

2. 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。（位段的位个人认为可以理解为比特位，就是来分配比特位）

比如：
structA{int_a : 2 ; int_b : 5 ; int_c : 10 ; int_d : 30 ; }; A 就是一个位段类型。那位段 A 的大小是多少？ printf ( "%d\n" ,sizeof ( structA )); //8

2.2 位段的内存分配

1.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2.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。3.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。

// 一个例子structS{chara : 3 ; charb : 4 ; charc : 5 ; chard : 4 ; }; structS s={ 0 }; s . a=10 ; s . b=12 ; s . c=3 ; s . d=4 ; // 空间是如何开辟的？

C语言|一篇解自定义类型（结构体，位段，枚举，联合 C语言入门到入土（进阶篇））

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（上面图是VS2013） 2.3 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：跟结构体相比，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。

2.4 位段的应用

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3. 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。

3.1 枚举类型的定义

enumDay // 星期{Mon ,Tues ,Wed ,Thur ,Fri ,Sat ,Sun}; enumSex // 性别{MALE ,FEMALE ,SECRET} ；enumColor // 颜色{RED ,GREEN ,BLUE};

3.2 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：1.增加代码的可读性和可维护性2.和 #define 定义的标识符比较枚举有类型检查，更加严谨。3.防止了命名污染（封装）4.便于调试5.使用方便，一次可以定义多个常量前面我们的通讯录中switch case那里就是使用枚举了的哈
通讯录（动态与静态）实现 w字 C语言进阶_原来45的博客-CSDN博客本篇文章是用了动态和静态两种方法实现通讯录，是对于c语言学习后的使用，有动态开辟，枚举，等c语言进阶知识的穿插，和大量的c语言入门知识奠基哈，让你更加巩固c语言。https://blog.csdn.net/weixin_62700590/article/details/122719419

3.3 枚举的使用

enumColor // 颜色{RED = 1 ,GREEN = 2 ,BLUE = 4}; enumColor clr=GREEN ; // 只能拿枚举常量给枚举变量赋值，才不会出现类型的差异。

4. 联合（共用体） 4.1 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：// 联合类型的声明unionUn{charc ; inti ; }; // 联合变量的定义unionUn un ; // 计算连个变量的大小printf ( "%d\n" ,sizeof ( un));

4.2 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）。

unionUn{inti ; charc ; }; unionUn un ; //下面输出的结果是一样的吗？printf ( "%p\n" ,& ( un . i )); printf ( "%p\n" ,& ( un . c )); // 下面输出的结果是什么？un . i=0x11223344 ; un . c=0x55 ; printf ( "%x\n" ,un . i );
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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的时候，就要对齐到最大对齐数的整数倍。

比如：

unionUn1{charc [ 5 ]; inti ; }; unionUn2{shortc [ 7 ]; inti ; }; // 下面输出的结果是什么？printf ( "%d\n" ,sizeof ( unionUn1 )); //8 printf ( "%d\n" ,sizeof ( unionUn2 )); //16