目录

一，结构体

1.结构体的基础知识

2.结构体的声明

一般的声明

‍特殊的声明（匿名结构体类型）

3.结构体的自引用

4.结构体变量的定义和初始化

‍结构体变量的定义

结构体变量的初始化

结构体变量的嵌套初始化

5.结构体内存对齐

结构体内存的对齐规则

为什么存在内存对齐？

修改默认对齐数

6.结构体传参

7.结构体实现的位段

什么是位段

位段的内存分配

位段的跨平台问题

二，枚举

1.枚举类型的定义

2.枚举的优点

3.枚举的使用

三，联合

1.联合类型的定义

2.联合的特点

3.联合大小的计算

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一，结构体

1.结构体的基础知识

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结构体是一些值的集合，这些值称为成员变量。结构体的每个成员可以是不同类型的变量。

结构体的成员可以是变量，数组，指针，甚至是其他的结构体。

2.结构体的声明

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一般的声明

struct tag
{
    member-list;
}variable-list;

variable-list是变量列表，是声明结构体的同时定义结构体变量。这里的变量可以是普通变量，指针，数组。

struct Stu
{
    char name[20];
    int age;
    char sex[5];
    char id[20];
}s1, s2, s3;//声明结构体时创建变量，s1,s2,s3是全局变量
​
int main()
{
    struct Stu stu;//stu是局部变量
​
    return 0;
}

‍特殊的声明（匿名结构体类型）

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

这种结构体在定义时我们发现他省略掉了结构体标签tag。

这种结构体叫做匿名结构体类型，这种结构体只能使用一次。（也可以看成生命周期只有声明时才有）

struct
{
    int a;
    char b;
    float c;
}a[20],*p;
​
p=&x;//代码是否合法？

编译器会把上面的两个声明当成两个完全不同的类型，所以代码是非法的。

3.结构体的自引用

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在结构体中包含一个类型为该结构体本身的成员是否可以呢？

很明显不可以，结构体会递归包含下去，sizeof（struct tag）的值不确定。

所以结构体中要包含的是该结构体本身的指针。

//错误的自引用方式
struct Node
{
    int data;
    struct Node next;
};
​
//正确的自引用方式
struct Node
{
    int data;
    struct Node* next;
};

---

结构体类型的typedef

typedef struct Node
{
    int data;
    struct Node* next;
}Node;
​
//错误的typedef
typedef struct Node
{
    int data;
    Node* next;
}Node;

‍

4.结构体变量的定义和初始化

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‍结构体变量的定义

struct Point
{
    int x;
    int y;
}p1;//声明结构体类型的同时定义结构体变量
struct Point p2;//定义结构体变量p2

结构体变量的初始化

struct Stu
{
    char name[15];
    int age;
};
​
struct Stu s = { "zhangsan", 18};//结构体变量的初始化
struct Stu s1 = { .age = 20,.name = "zhangsan" };//这种可以不按顺序随意初始化

结构体变量的嵌套初始化

struct Node
{
    int data;
    struct Point p;
    struct Node* next;
}n1 = { 10,{4,5},NULL };//结构体嵌套初始化
​
struct Node n2 = { 20,{5,6},NULL };

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5.结构体内存对齐

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结构体的内存对齐是一个热门考点。

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结构体内存的对齐规则

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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= 编译器的默认对齐数 与 该成员大小 的较小值

   vs下的默认对齐数是8。

   Linux下的gcc编译器没有默认对齐数，对齐数就是成员自身大小。

3. 结构体的总大小为最大对齐数的整数倍。（最大对齐数就是所有成员的对齐数中最大的值）

4. 如果嵌套了结构体，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。

例如：

​​

 

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为什么存在内存对齐？

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• 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，结构体内存对齐就是拿空间换时间的做法。

那么设计结构体的时候，既要满足对齐，又要节省空间，就让空间小的成员尽量集中在一起。

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修改默认对齐数

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#pragma pack()预处理指令

#pragma pack（8）：设置默认对齐数为8

#pargma pack（1）：设置默认对齐数为1，就是没有内存对齐的规则。

#pragma pack（）：取消设置的默认对齐数，还原为默认。

6.结构体传参

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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。

所以结构体传参，要传结构体的指针。

7.结构体实现的位段

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什么是位段

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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。

struct S
{
    int _a : 3;
    int _b : 4;
    int _c : 5;
    int _d : 4;
};

此时的S就是一个位段类型。

那么位段类型的大小如何计算呢？

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位段的内存分配

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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。

位段：后面的数字是以位为单位的。位段的空间开辟如下：

struct S
{
    int _a : 3;
    int _b : 4;
    int _c : 5;
    int _d : 4;
};
​
struct S s={0};
s.a=10;
s.b=12;
s.c=3;
s.d=4;

sizeof(s); --- > 3；

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位段的跨平台问题

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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: 跟结构相比，位段可以达到同样的效果，并且向可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在。

二，枚举

枚举和结构一样，都可以看做是​类型的。

回顾：C语言常量有哪些：

define宏常量，enum枚举常量，const常量。

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1.枚举类型的定义

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enum Sex
{
    MALE,
    FEMALE,
    SECRET
};
​
enum Color
{
    RED,
    GREEN,
    BLUE
};

定义中的enum Sex，enum Color都是枚举类型，{}中的内容都是枚举常量的可能取值，叫做枚举常量。

这些枚举常量都是有值的，默认从0开始依次递增，当然声明枚举类型时也是可以赋初值的。

enum Sex s=MALE;

这里的s是枚举变量。

2.枚举的优点

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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. 便于调试。

4. 使用方便，一次可以定义多个常量。

3.枚举的使用

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enum Color
{
    RED=1,
    GREEN=2,
    BLUE=4
};
​
enum Color clr = GREEN;//只有拿枚举常量给枚举变量赋值，才不会出现类型的差异
clr = 5；//C++中报错C中不会，C++的类型检查更加严格

三，联合

联合和结构一样，都可以看做是​自定义类型的。*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)。

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1.联合类型的定义

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int main()
{
    //联合类型的声明
    union Un
    {
        char ch;
        int i;
    };
​
    //联合变量的定义
    union Un un;
    //计算联合变量的大小
    printf("%d\n", sizeof(un));//4个字节
​
    return 0;
}

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2.联合的特点

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联合的成员是共用一块内存空向的，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)。

面试题：判断计算机的大小端存储

//代码一
int check_sys()
{
    int i = 1;
    return (*(char*)&i);
}
​
int main()
{
    int ret = check_sys();
    if (ret == 1)
    {
        printf("小端\n");
    }
    else
    {
        printf("大端\n");
    }
​
    return 0;
}
​
//代码二
int check_sys_byunion()
{
    union//匿名联合体类型
    {
        int i;
        char c;
    }un = { .i = 1 };
    return un.c;
​
}

3.联合大小的计算

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• 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。