【C语言进阶 14 】结构体详解、位段、枚举、联合体

前言：

这个系列记录了我这两个月从零开始学习C语言的完整过程，可以当作笔记使用。

每篇文章都包含可运行的代码示例和常见错误分析，尤其适合没有编程经验的读者。学习时建议准备好编译器（如Dev-C++或VS 2022之类的），随时尝试修改示例代码。

一，结构体

1，结构体创建：

结构体变量也可以通过结构体类型创建，如：struct tag S={"zhangsan","12"}；

匿名结构体类型：

2，结构体的自引用（链表的实现）：

3，结构体指针两种重命名的方式

4，求结构体的空间大小：

例子：

struct Person {
    char name[20];   // 对齐数1
    int age;         // 对齐数4
    char gender;     // 对齐数1
    float height;    // 对齐数4
    float weight;    // 对齐数4
};
 

1. name[20]占用20字节（0-19）
2. age需要4字节对齐，从偏移量20开始（20-23）
3. gender占用1字节（24）
4. 编译器插入3字节填充（25-27）
5. height从偏移量28开始（28-31）
6. weight紧随其后（32-35）

因为最大对齐数为4，0--35占36个字节，满足最大对齐数的整数倍，故结构体空间为36字节。

计算结构体空间的步骤：

1. 算：先算对齐数（数组看类型得对齐数，不看数组空间大小）。
2. 放：第一个成员从偏移量为0开始，其他成员所放位置的偏移量为对齐数的倍数。
3. 补：总大小为结构体最大对数的倍数，不够则补。

5，默认对齐数（对成员的对齐数进行限制）的修改：

6，offsetof（）宏     用来计算对于成员的偏移量，头文件：<stddef.h> 

二，位段：

位段的声明和结构类似，有两个不同：

1. 位段的成员必须是 int、unsigned int 或 signed int。（一些编译器char类型也可以）

2. 位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。

// 位段结构体：按“位”分配成员分配成员空间，节省内存
struct StudentStatus {
    // 成绩等级：A(0)/B(1)/C(2)/D(3)，仅需分配2位比特位存储即可
    unsigned int grade : 2;
    // 出勤状态：缺勤(0)/出勤(1)，仅需分配1位比特位存储即可
    unsigned int attend : 1;
};
 

以上表示存数据所开辟的比特位数量，可以用来节省空间。

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（属于整型家族）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。

三，枚举：

   

四，联合（共用体）

 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）。

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）。

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。