自定义类型：结构体，枚举，联合

目录

1、结构体的声明

2、位段

3、枚举

4. 联合（共同体）

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1、结构体的声明

1.1 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

struct stu    //结构体
{
    char name[20];
    int age;
}s1, s2;    //s1,s2是全局变量

int main()
{
    struct stu s3;//s3是局部变量
    return 0;
}

1.2 匿名结构体类型

就是在struct 后不加名字（结构体标签 tag），但只能用一次，如果在后面创建S1后，就不能在主函数中创建类似struct S2了

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

struct
{
    int a;
    char b;
    float c;
}*p;

警告：对于p = &x，编译器会把上面的两个结构当成完全不同的两个类型，所以是非法的

1.3结构体的自引用

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

1.4结构体内存对齐

如何计算？首先掌握对齐规则：

1、第一个成员在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中默认对齐数是8

        gcc 没有默认对齐数

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得某些特定类型的数据，否则会抛出硬件异常

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：结构体内存对齐是拿空间来换取时间的做法，所以在设计的时候，即既要满足对齐，又要节省空间，就要让占用空间小的成员尽量集中在一起

图例：

例题：

struct S1
{
    char c1;
    int i;
    char c2;
};

struct S2
{
    char c1;
    char c2;
    int i;
};

分别用  sizeof  计算两个结构体大小是多少？

答：S1 是 12，S2 是 8

解释：

 1.5offsetof宏（macro），用于计算相对起始位置偏移量

用法：#include <stddef.h> 

         printf("%d", offsetof(struct S1, c1)); 

1.6 修改默认对齐数

 #pragma pack(8)  设置默认对齐数为8

 #pragma pack()  取消设置的默认对齐数，还原为默认

2、位段

2.1 位段的声明和结构体是类似的，有两个不同：

（1）位段的成员是int、unsigned int或signed int（也可是char，整型家族）

（2）位段的成员名后边有一个冒号和一个数字（数字是指占几个比特位）

例如：

struct A
{
    int _a:2;
    int _b:5;
    int _c:10;
    int _d:30;
};

A就是一位段类型

2.2 位段的内存分配

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

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，写出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

位段用于网络各层数据底层源码

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

3.1 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

3.2 枚举常量赋值

如果第一个常量未赋值，默认从0开始，依次往下递增1，赋值往下也递增1

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（共同体）

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（所以联合也叫共同体）

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（因为联合至少要有能力保存最大的那个成员）

例：判断当前程序大小端

方法1：a为0x 00 00 00 01，取a的地址转为char*，只拿一个字节

int check_sys()
{
    int a = 1;
    return *(char*)&a;
}

int main()
{
    int ret = check_sys();
    if (ret == 1)
        printf("小端");
    else
        printf("大端");
    return 0;
}

方法2：利用联合共用一块空间的特点，只返回一个字节

int check_sys()
{
    union Un
    {
        char c;
        int i;
    }u;
    u.i = 1;
    return u.c;
}

int main()
{
    int ret = check_sys();
    if (ret == 1)
        printf("小端");
    else
        printf("大端");
    return 0;
}

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