C语言全网最详细对自定义数据类型的讲解

前言

读者朋友们你好，今天主要讲解一下自定义数据类型结构体。共用体和枚举。制作不易，如果有帮助希望点个关注。
3步讲明白结构体内存对齐。

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一、结构体声明和创建

声明：

struct tag
{
	member - list;//结构体成员可以是任何类型的
}variable - list;//创建变量（可有可无）。
例：
struct Stu
{
	char name[20];//名字
	int age;//年龄
	char sex[5];//性别
};

1.结构体的特殊声明

匿名结构体：
在写结构体时可以不声明：

struct
{
	int a;
	char b;
};
struct
{
	int a;
	char b;
}x;

像这种，匿名结构体，只能使用一次。虽然跟下面的内容一样，但这是两个不同的结构体，所以使用这种匿名结构体，应该直接在分号（；）前面创建变量。

2.结构体的自引用

struct Node
{
	int data;
	struct Node next;
};//这种是不行的，struct Node内部还包含
//一个struct Node变量，最后结果是正无穷大

struct Node
{
	int data;
	struct Node * next;
};//应该是个指针，因为指针的大小是确定的，

二、结构体内存对齐

1.对齐规则

1. 结构体的第⼀个成员对⻬到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处（也就是第一个成员从0开始）
2. 其他成员变量要对⻬到某个数字（对⻬数）的整数倍的地址处。
3. 结构体总⼤⼩为最⼤对⻬数（结构体中每个成员变量都有⼀个对⻬数，所有对⻬数中最⼤的）的整数倍。
4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体成员对⻬到⾃⼰的成员中最⼤对⻬数的整数倍处，结构体的整体⼤⼩就是所有最⼤对⻬数（含嵌套结构体中成员的对⻬数）的整数倍。
   对⻬数 = 编译器默认的⼀个对⻬数（VS默认为8） 与 该成员变量⼤⼩的较⼩值

例：

struct aaa
{
	char a[5];//对齐数1<8，所以是1
	int ;//对齐数4<8，所以是4
};

第二个为int类型4和8比，对齐数是4，所以对齐到4的整数倍，所以应该最小从4开始，因为第一个地址是char a占5个字节（从0开始）刚好到4，所以b要从8开始往后数（8、9、10、11）。最大对齐数是4，一共占11个字节，离得最近的4的整数倍是12，所以一共占12个字节
接下来讲一下结构体嵌套的讲解

struct aaa
{
	char a[5];//对齐数1<8，所以是1
	int ;//对齐数4<8，所以是4
};
struct bbb
{
	char a;//对齐数1<8，所以是1
	struct aaa s1；//对齐数为内部成员的最大对齐数（4）
};

因为第二个成员最大对齐数是4，所以是从4开始一共12个字节，总大小为16个字节

2.为什么有内存对齐

总体来说：内存对齐其实是用空间来换时间
尽量让小的成员在一起可以省略

3.修改默认对齐数

#pragma这个预处理指令，可以改变编译器的默认对齐数

#pragma pack(1)//设置默认对⻬数为1
struct S
{
char c1;
int i;
char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的对⻬数，还原为默认

4.结构体传参

结构体传参要传结构体的地址
如果传过去的是值，形参会在内存创建空间，浪费时间

三、结构体实现位段

1.位段的成员必须是整数类型（包括char、int等有符号/无符号类型）
2.位段名字后面有一个冒号（：）一个数字。

struct A
{
	int _a : 2;
	int _b : 30;
};//数字表示占的比特位的数量。

位段的内存分配

1. 位段的空间是以一个int或char类型来开辟的
2. 一个字节的内存从左往右还是从右往左是不确定的
3. 剩余的空间不能满足下一个成员是否浪费不确定。
4. 位段不支持跨平台

struct S
{
	char a : 3;
	char b : 4;
	char c : 5;
	char d : 4;
};
struct S s = { 0 };
s.a = 10;//二进制是1010，因为是三个比特位，所以是010
s.b = 12;//1100，四个比特位
s.c = 3;//00011，五个比特位
s.d = 4;//0100，四个比特位

下面是图片

！！注意：
因为有的是多个位段在一个字节，所以不能用取地址符号
int位段被当成有符号还是无符号不确定
位段最大数不确定

四、联合体类型

1.联合体类型的声明、大小、特点

联合体也是由一个或者多个成员构成，这些成员可以是不同的类型。
但是编译器只给最大的成员分配空间，所以联合体是所有成员共用一块空间，所以也叫做：共用体。
例：

union un
{
	int a;
	char b;
};

联合体每个成员的起始地址是相同的
大小的计算：
1.联合的⼤⼩⾄少是最⼤成员的⼤⼩。
2.当最⼤成员⼤⼩不是最⼤对⻬数的整数倍的时候，就要对⻬到最⼤对⻬数的整数倍。

union un
{
	int a;
	char b[7];
};//最大成员为7，最大整数倍为4，所以总大小为8.

五、枚举类型

枚举类型就是一一列举，{}中的内容也叫做枚举常量。
枚举类型的默认值是从0开始的，当然在初始化的时候也可以自己赋值，一旦自己赋值就不可以改了

enum Sex//性别
{
	MALE,//默认值为0
	FEMALE,//1
	SECRET=5，
}；

优点

1. 增加代码的可读性，一次可以定义多个
2. 枚举常量是遵循作⽤域规则的，枚举声明在函数内，只能在数内使⽤，
3. 和#define定义的标识符⽐较枚举有类型检查，更加严谨。

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总结