1.結(jié)構(gòu)體

1.1結(jié)構(gòu)體類型的聲明

結(jié)構(gòu)是一些值的集合，這些值稱為成員變量。結(jié)構(gòu)的每個成員可以是不同類型的變量

這里給大家舉個列子演示一下：

//定義一個學生的結(jié)構(gòu)體
typedef struct Stu
{
	char name[20];//姓名
	int age;//年齡
	char sex[5];//性別
	char id[15];//學號
}Stu;//分號不能丟

在這個結(jié)構(gòu)體里面我們定義了學生的名字，年齡，性別，學號這些變量，這樣的變量就叫做成員變量。

結(jié)構(gòu)的成員可以是標量、數(shù)組、指針，甚至是其他結(jié)構(gòu)體。

這里的typedef是將結(jié)構(gòu)體重命名為Stu。

1.2結(jié)構(gòu)的自引用

上面我們說到了成員變量也可以為結(jié)構(gòu)體，我們不妨大膽的猜想一下，結(jié)構(gòu)體內(nèi)可以包含一個類型為自身結(jié)構(gòu)體的成員嗎？

答案當然是可以的，不過有需要我們注意的地方下面給大家用代碼的形式演示一下：

//1.錯誤引用
struct Node
{
	int data;
	struct Node next;
};
//2.正確引用
struct Node
{
	int data;//數(shù)據(jù)
	struct Node* next;//地址
};

對比上面的代碼正確的代碼比錯誤的多一個' * ',代表傳地址我們來分析一下錯誤的地方，穿了一個結(jié)構(gòu)體進去，那么我們這個結(jié)構(gòu)體的大小是多少呢，顯然沒辦法計算，結(jié)構(gòu)題內(nèi)套一個結(jié)構(gòu)體，然后這個結(jié)構(gòu)體又套一起進去，類似無條件遞歸，編譯器也會報錯。那么我們來看正確的代碼，

結(jié)構(gòu)體分為兩部分，一部分存放數(shù)據(jù)，一部分存放地址，當我需要的時候我們根據(jù)地址找到內(nèi)嵌的結(jié)構(gòu)體，這樣就可以講這些結(jié)構(gòu)體串起來了，當我們訪問到最后一個時，我們只需要給它一個NULL就停止了，這樣是不是就很完美了呢。

1.3結(jié)構(gòu)體變量的定義和初始化

有了結(jié)構(gòu)體類型怎么定義和初始化結(jié)構(gòu)體變量呢，其實很簡單，給大家演示一下：

struct Point
{
	int x;
	int y;
}p1;             //1.聲明類型的同時定義變量p1
struct Point p2; //2.定義結(jié)構(gòu)體變量p2
//3.初始化：定義變量的同時賦初值
struct Point p3 = { x , y };

1.4結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對齊

我們知道int的大小為4個字節(jié)，char的大小為1個字節(jié),每個數(shù)據(jù)類型都有大小，那么結(jié)構(gòu)體大小又是多少呢，該怎么計算呢？

這里需涉及到一個知識點就是內(nèi)存對齊：

1. 第一個成員在與結(jié)構(gòu)體變量偏移量為0的地址處。

2. 其他成員變量要對齊到某個數(shù)字（對齊數(shù)）的整數(shù)倍的地址處。 對齊數(shù) = 編譯器默認的一個對齊數(shù) 與 該成員大小的較小值。 VS中默認的值為8

3. 結(jié)構(gòu)體總大小為最大對齊數(shù)（每個成員變量都有一個對齊數(shù)）的整數(shù)倍。

4. 如果嵌套了結(jié)構(gòu)體的情況，嵌套的結(jié)構(gòu)體對齊到自己的最大對齊數(shù)的整數(shù)倍處，結(jié)構(gòu)體的整 體大小就是所有最大對齊數(shù)（含嵌套結(jié)構(gòu)體的對齊數(shù)）的整數(shù)倍

文字的形式可能有點抽象，下面用圖來給大家演示一下：

為什么存在內(nèi)存對齊?

大部分的參考資料都是如是說的：

1. 平臺原因(移植原因)： 不是所有的硬件平臺都能訪問任意地址上的任意數(shù)據(jù)的；某些硬件平臺只能在某些地址處取某些特定類型的數(shù)據(jù)，否則拋出硬件異常。

2. 性能原因： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(尤其是棧)應該盡可能地在自然邊界上對齊。 原因在于，為了訪問未對齊的內(nèi)存，處理器需要作兩次內(nèi)存訪問；而對齊的內(nèi)存訪問僅需要一次訪問

總體來說就是拿空間換時間的做法。

那我們在設計結(jié)構(gòu)體的時候想要節(jié)省空間就要做到，讓占用空間小的成員盡量集中在一起。

1.5結(jié)構(gòu)體傳參

我們知道在傳參的時候有兩種方式，傳值和傳址。那么在結(jié)構(gòu)體傳參的時候我們通常采用結(jié)構(gòu)體地址傳參。

函數(shù)傳參的時候，參數(shù)是需要壓棧，會有時間和空間上的系統(tǒng)開銷。

如果傳遞一個結(jié)構(gòu)體對象的時候，結(jié)構(gòu)體過大，參數(shù)壓棧的的系統(tǒng)開銷比較大，所以會導致性能的

下降。

代碼演示如下：

struct S
{
	int data[1000];
	int num;
};
struct S s = { {1,2,3,4},1000 };//初始化賦值
void print1(struct S* pc)用struct S*的指針接收
{
	printf("%d\n", pc->num);
}
int main()
{
	print1(&s);//傳地址
	return 0;
}

1.6結(jié)構(gòu)體實現(xiàn)位段(位段的填充&可移植性)

位段的聲明和結(jié)構(gòu)是類似的，有兩個不同：

1.位段的成員必須是 int、unsigned int 或signed int 。

2.位段的成員名后邊有一個冒號和一個數(shù)字

如下圖，A就是一個位段

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

位段的內(nèi)存分配：

1. 位段的成員可以是 int unsigned int signed int 或者是 char （屬于整形家族）類型

2. 位段的空間上是按照需要以4個字節(jié)（ int ）或者1個字節(jié)（ char ）的方式來開辟的。

3. 位段涉及很多不確定因素，位段是不跨平臺的，注重可移植的程序應該避免使用位段

位段的跨平臺問題：

1. int 位段被當成有符號數(shù)還是無符號數(shù)是不確定的。

2. 位段中最大位的數(shù)目不能確定。（16位機器最大16，32位機器最大32，寫成27，在16位機 器會出問題。

3. 位段中的成員在內(nèi)存中從左向右分配，還是從右向左分配標準尚未定義。

4. 當一個結(jié)構(gòu)包含兩個位段，第二個位段成員比較大，無法容納于第一個位段剩余的位時，是 舍棄剩余的位還是利用，這是不確定的。

2.枚舉

枚舉就是列舉，例如一周有七天可以列舉，三原色可以列舉，性別可以列舉

2.1枚舉類型的定義

enum Color//顏色
{
	RED,//0
	GREEN,//1
	BLUE//2
};

這里定義的 enum Color 就是是枚舉類型。

{}中的內(nèi)容是枚舉類型的可能取值，也叫 枚舉常量 。

這些可能取值都是有值的，默認從0開始，一次遞增1，當然在定義的時候也可以賦初值，RED=1，GREEN=2，BLUE=100，都是可以的。

2.2枚舉的優(yōu)點

1. 增加代碼的可讀性和可維護性

2. 和#define定義的標識符比較枚舉有類型檢查，更加嚴謹。

3. 防止了命名污染（封裝）

4. 便于調(diào)試

5. 使用方便，一次可以定義多個常量

3.聯(lián)合

3.1聯(lián)合類型的定義

聯(lián)合也是一種特殊的自定義類型

這種類型定義的變量也包含一系列的成員，特征是這些成員公用同一塊空間（所以聯(lián)合也叫共用體）。 比如：

//聯(lián)合類型的聲明
union Un
{
char c;
int i;
};
//聯(lián)合變量的定義
union Un un;
//計算連個變量的大小
printf("%d\n", sizeof(un));//計算出來結(jié)果為4

3.2聯(lián)合的特點

聯(lián)合的成員是共用同一塊內(nèi)存空間的，這樣一個聯(lián)合變量的大小，至少是最大成員的大?。ㄒ驗槁?lián)合至少得有能力保存最大的那個成員）。

上面的例子在聯(lián)合體Un中最大的成員為int占4個字節(jié)，所以聯(lián)合體Un的大小也為4個字節(jié)。

3.3聯(lián)合大小的計算

聯(lián)合的大小至少是最大成員的大小。

當最大成員大小不是最大對齊數(shù)的整數(shù)倍的時候，就要對齊到最大對齊數(shù)的整數(shù)倍。

下面兩個例子中的計算方法和上面內(nèi)存圖解差不多，大家可以研究一下。

union Un1
{
char c[5];
int i;
};
union Un2
{
short c[7];
int i;
};
//下面輸出的結(jié)果是什么？
printf("%d\n", sizeof(union Un1));//8
printf("%d\n", sizeof(union Un2));//16

到此這篇關(guān)于C語言深入探究自定義類型之結(jié)構(gòu)體與枚舉及聯(lián)合的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言結(jié)構(gòu)體內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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