C语言进阶系列|超详细的C进阶教程！（四）深度解剖C语言自定义类型 c#|c++|c语言

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自定义变量

引言
结构体
- 结构体声明
- - 匿名结构体类型
- 结构体自引用
- 结构体的定义与初始化
- 结构体内存对齐
- 结构体传参
- 位段
枚举
- 枚举的定义
- 枚举的取值
- 枚举的应用
联合体
- 联合体定义
- 联合的特点
- 联合体大小的计算

引言嗨喽小伙伴们我又来啦！冲冲冲！

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在我们刚开始学C语言，还是个C语言萌新时候，想必已经对结构类型这四个字已经耳朵都快听出茧子了吧！
为了让计算机能够控制各种各样的数据，C语言中引入了像char,short,int,float,等基本数据类型。使我们能够控制一些简单的数据。
但是，有没有想过，有些复杂的数据类型，不能单纯的由一个基本数据类型描述的，该怎么办？
比如，我们要描述一个学生

变量名	基本数据类型
姓名	char
年龄	int
性别	char
成绩	float

亦或者，我们要描述一本书的信息

变量名	基本数据类型
书名	char
价格	float
作者	char
出版社	char

我们可以观察到，这些信息只用一个基本数据类型是远远不能描述的，所以，为了解决这个问题，我们引入了自定义类型
而解决以上的问题，用到结构体就行了
结构体结构体是一堆值的集合，这些值被称为成员变量
我们可以在结构体类型中封装一系列变量，方便描述我们在引例中给出的复杂类型
结构体声明它的声明通用方式是

struct tag//结构体类型名 { //member //这里定义成员变量 }; //分号千万不能丢

可以紧跟在分号后面创建变量，创建的为全局变量，也可以直接在此进行初始化

{ ... }s1,s2; //创建方式

例如，我们将引例中的例子来用结构体说明

//学生类型 struct Stu { char name[20]; int age; char sex[5]; float score; };

//书信息类型 struct Book { float price; char name[20]; char author[20]; };

等等。
但是下面有一种不寻常的声明方式
匿名结构体类型
声明的时候，可以省略结构体的名字

struct//这里的tag被省略了 { int a; int b; }x;

因为省略了结构体类型名，所以我们不能在主函数中定义结构体变量了
在声明后面定义也是唯一的方式
结构体自引用我们应该都接触过链表这种数据结构，它在内存中不是连续存放的，但它们之间有一种逻辑关系，可以把它们联系在一起

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有没有想过，它们是如何联系起来的呢？
【C语言进阶系列|超详细的C进阶教程！（四）深度解剖C语言自定义类型】这样定义链表可以吗？

struct ListNode { int data; struct ListNode next; };

萌新可能比较容易理解为，一个链表先是一个数据，而为了存放下一个链表，在结构体中再定义一个结点结构体，方便查找下一个结点
如果这样可行的话，那这个你怎么算？

sizeof(struct ListNode)

很显然算不出来，因为在一个结构体中再定义一个自己，自己套自己，将会无限套娃下去

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所以这个方法显然不可行
那么，如何实现正确的自引用呢？
正确的自引用方式
可以考虑使用地址，还是拿链表举例

struct ListNode { int data; struct ListNode* next; };

它现在在内存中的存储就是这样的了

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结构体的定义与初始化定义：全局定义，局部定义
定义的类型名：struct tag
例如定义一个学生变量

struct Stu s1;

初始化：用大括号初始化，成员变量用逗号隔开
还是上面的学生类型

s1={"zhangsan",18,"man",99,5};

初始化也可以嵌套初始化
结构体内存对齐这里我们主要讨论一个问题：如何计算结构体类型的大小

struct S1 { char a; char b; int c; }; struct S2 { char a; int b; char c; }; int main() { printf("%d,%d\n",sizeof(struct S1),sizeof(struct S2)); return 0; }

可能大家就猜测了，一个char1字节，一个int4字节，大小是不是就是6字节啊？
遗憾的是，并不是，不仅不是，这两个结构体大小都不一样

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那怎么计算结构体变量大小的呢？
这里就需要用到结构体对齐了，直接先上结论再解释

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的整数倍。

这里画图为大家详细的解释一下

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现在大家应该就会算结构体类型大小的吧？
那为什么会存在内存对齐现象呢？
大家可以重点记住，这是一种用空间换取时间的做法
为了节省空间，我们可以把小的成员变量定义在一起
默认对齐数也是可以修改的

#pragma pack()//括号内是默认对齐数，建议修改为2^n

结构体传参结论：传参的时候尽量使用指针，因为传值调用需要压栈，会重新复制一份
结构体，导致性能的下降，而在函数内修改结构体的内容也必须用到指针
使用方法

void func(struct S2* ps) { ps->a=0//注意这里使用箭头，结构体为指针时的成员访问方式 }

位段这里好多教材上都没有哦！
我们需要先明白几个概念：

这里的位，指的是二进制的位
位段可以同样使用结构体实现
位段的成员必须是int,unsigned int(标准的定义没有char类型，但经过实验，char类型也可实现位段)

位段的声明如下

struct Test { char a:3; char b:4; char c:5; char d:4; };

位段名后面必须跟一个冒号和数字
那么，位段是如何开辟的空间？
重点：位段后面的数字，表示这个变量需要占用的比特位
例如test结构体位段

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如果我们尝试修改呢？
注意，这里同样会发生截断现象！

struct Test { char a : 3; char b : 4; char c : 5; char d : 4; }s; int main() { s.a = 10; s.b = 12; s.c = 3; s.d = 4; return 0; }

它在内存中的情况就应该是以下这样

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通过调试，验证了我们的结论

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位段设计出来，有什么作用呢？
可以节省空间
比如，我们的学生类型中的分数变量，我们发现分数永远不会超过100分，所以我们只需要7个比特位存储，而不需要占用4字节，也就是32比特位了
枚举注意，枚举是一种常量类型！
它与define定义的宏，和const都属于常量
顾名思义，枚举类型就是把可能的取值，一一列举出来
枚举的定义枚举的通用定义如下