本章重点

• 结构体

1. 结构体类型的声明

2. 结构体的自引用

3. 结构体变量的定义和初始化

4. 结构体内存对齐

5. 结构体传参

6. 结构体实现段位（段位填充&可移植性）

• 枚举

1. 枚举类型的定于

2. 枚举的优点

3. 枚举的使用

• 联合

1. 联合类型的定义

2. 联合的特点

3. 联合大小的计算

结构体

结构体声明

结构体就是一些值的集合，这些值被我们称作成员变量。结构体的每个成员都可以是不同类型的变量。

//声明
struct tag
{member-list;
}variable_list;

例如描述一个学生：

struct Stu
{char name[20]; //姓名int  age;      //年纪char sex[5];   //性别char id[20];   //学号
};//分号不能丢

特殊的声明

在声明结构的时候，可以不完全的声明：

//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;

上面两个结构体在声明的时候省略掉了结构体标签（tag）

//在上面代码的基础上，下面的代码合法吗？
p = &x;

warning：编译器会把上面俩东西当成两个完全不同的类型。非法！！

结构体自引用

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

结构体变量的定义和初始化

有了结构体类型，那如何定义变量。

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

结构体内存对齐

结构体内存对齐的规则：

1. 第一个成员在于结构体变量偏移量为0的地址处；

2. 其他成员变量要对其到某个数字（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默认对齐值为8.

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的最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

为啥存在内存对齐这个东西：

1. 平台原因（移植）：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：结构体的内存对齐就是拿空间换时间的做法。

结构体传参

上代码！

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;
}

首选print2函数：

函数传参的时候传参需要压栈，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。

位段

位段的声明和结构体是类似的，有两个不同：

1. 位段的成员必须是int、unsigned int 、signed int。

2. 段位的成员名后边有一个冒号和一个数字。

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

位段的内存分配

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。

总结：跟结构体相比，位段可以达到童颜当个小官但是更好的节省空间，但是有跨平台的问题存在

枚举

顾名思义：一一列举

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
};

以上定义的 enum Day ， enum Sex ， enum Color 都是枚举类型。 {}中的内容是枚举类型的可能取值，也叫 枚举常量 。

这些可能取值都是有值的，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。 例如：

enum Color//颜色
{RED=1,GREEN=2,BLUE=4
}；

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

枚举的使用

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?

联合（共用体）

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;
//计算连个变量的大小
printf("%d\n", sizeof(un));

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（因为联合至少得有能力保存最大的那个成员）。

union Un
{int i;char c;
};
union Un un;
// 下面输出的结果是一样的吗？
printf("%d\n", &(un.i));
printf("%d\n", &(un.c));
//下面输出的结果是什么？
un.i = 0x11223344;
un.c = 0x55;
printf("%x\n", un.i);

联合大小的计算

• 联合大小至少是最大成员的大小

• 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));