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1结构体的声明
1.1结构体基础知识
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。
1.2声明：
struct tag
{
member-list;
}variable-list;
描述一个学生：
struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年龄
char sex[5];//性别
char id[20];//学号
}; //分号不能丢
1.3特殊的声明
声明结构体时可以不完全声明。
如：
//匿名结构体类型
struct
{
int a;
char b;
float c;
}x;
struct
{
int a;
char b;
float c;
}a[20], *p;
如果把结构体标签省略，
//在上面代码的基础上，下面的代码合法吗？
p = &x;
答案时否定的，编译器会把这两个声明当成不同的类型
1.4自引用
即结构中包含一个类型为结构
//代码1
struct Node
{
int data;
struct Node next;
};
//可行否？
如果可以，那sizeof(struct Node)是多少？
在C语言中，结构体成员变量不能是其自身的类型，因为这会导致无限递归定义，从而无法确定结构体的大小。
所以正确的自引用为
//代码2
struct Node
{
int data;
struct Node* next;
};
避免无限递归定义
typedef struct
{
int data;
Node* next;
}Node;
//这样写代码，可行否？
定然不行，原因是程序是从上到下一个语句进行，当进行到Node* next; 这个语句，node还没被定义。因此
typedef struct Node
{
int data;
struct Node* next;
}Node;
这样才是对的。
1.5结构体变量的定义和初始化
struct Point
{
int x;
int y;
}p1; //声明类型的同时定义变量p1
struct Point p2; //定义结构体变量p2
//初始化：定义变量的同时赋初值。
struct Point p3 = {x, y};
struct Stu //类型声明
{
char name[15];//名字
int age; //年龄
};
struct Stu s = {"zhangsan", 20};//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};//结构体嵌套初始化
1.6结构体的内存对齐
即计算结构体的大小，首先明白结构体的对齐规则：
- 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- 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。
- 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。存在内存对齐的原因？
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。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。
总的来说：
结构体的内存对齐是拿 空间 来换取 时间的做法。
那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，如何做到：
让占用空间小的成员尽量集中在一起。
比方说struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
在第一个结构体中，该结构体的大小为多少？不是简单的1+4+1,因为存在偏移量，并且根据对齐规则。c1放在偏移量为0的位置，int 类型大小为4个字节，比8小，所以要到对齐数的整数倍上去，即4号位，再看c2大小为一个字节，那么c2就放到第8个字节上，所以第一个结构体的大小为8个字节。s2也是同理。
方便大家理解：
1.7修改对齐数
之前我们见过了 #pragma 这个预处理指令，这里我们再次使用，可以改变我们的默认对齐数。
#include <stdio.h>
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1
结论：
结构在对齐方式不合适的时候，我么可以自己更改默认对齐数。
1.8结构体传参
struct S
{
int data[1000];
int num;
};
struct S s = {
{1,2,3,4}, 1000};
//结构体传参
void print1(struct S s)
{
printf("%d\n", s.num);
}
//结构体地址传参
void print2(struct S* ps)
{
printf("%d\n", ps->num);
}
int main()
{
print1(s); //传结构体
print2(&s); //传地址
return 0;
}
显然print2比print1要好，原因就是
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。
结论：
结构体传参的时候，要传结构体的地址。
2.位段
2.1什么是位段
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。
如struct A { int _a:2; int _b:5; int _c:10; int _d:30; }; 那位段A的大小是多少？ printf("%d\n",sizeof(struct A));
在这种情况下，如果假设 int 的宽度为 32 位（通常情况下是这样的），那么 _a 和 _b 的总宽度仅为 7 位，远小于 int 类型的宽度。因此，它们都可以被包含在一个 int 类型的存储单元中。
然而，_c 和 _d 的总宽度为 40 位，超过了 int 类型的宽度。因此，它们将会分配到下一个可用的存储单元。
所以，根据上述分析，结构体位段 A 的大小为 2 个 int 类型的存储单元，即 8 字节（假设 int 类型为 4 字节）。
2.2位段的内存分配
- 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
- 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
- int 位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的。
- 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。- 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。
- 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
3.枚举
顾名思义就是一一列举
比如
一周的星期一到星期日是有限的7天，可以一一列举。
性别有：男，女，保密
月份：12个月
3.1定义
enum Day//星期
{
Mon,
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun
};
enum Sex//性别
{
MALE,
FEMALE,
SECRET
}；
enum Color//颜色
{
RED,
GREEN,
BLUE
};
以上enum Day enum Sex 等都是枚举类型。{}中内容是枚举类型的可能取值
也叫枚举常量。
这些取值默认从0开始一次递增1，当然在定义的时候也可以赋初值
如：
enum Color//颜色
{
RED=1,
GREEN=2,
BLUE=4
};
3.2枚举的优点
- 增加代码的可读性和可维护性
- 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查，更加严谨。
- 防止了命名污染（封装）
- 便于调试
- 使用方便，一次可以定义多个常量
3.3使用：
enum Color//颜色
{
RED=1,
GREEN=2,
BLUE=4
};
enum Color clr = GREEN;//只能拿枚举常量给枚举变量赋值，才不会出现类型的差异。
clr = 5; //ok??
显然最后一行代码是错误的，因为5不是Color中任意一个枚举常量
4.联合（共用体）
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（所以联合也叫共用体）。
比如：//联合类型的声明 union Un { char c; int i; }; //联合变量的定义 union Un un;
4.2联合的特点
联合的成员是共用一块内存空间，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）
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
比如：
union Un1
{
char c[5];
int i;
};
union Un2
{
short c[7];
int i;
};
//下面输出的结果是什么？
printf("%d\n", sizeof(union Un1));
printf("%d\n", sizeof(union Un2));
很明显，在第一个代码中，char c[5]占五个字节，比int 大，但最大对齐数是4，所以至少开辟5个字节的空间。第二个代码最大是shout [7] 为14个字节，最大对齐数为4，所以至少要开辟16个字节的空间。
相信通过以上的分析，大家对自定义类型有了更深的理解，感谢大家的阅读，期待下次与你见面。
原文链接: https://blog.csdn.net/2302_80084329/article/details/134671518