c语言的结构体及内存对齐、结构体、枚举

结构体

结构体不能嵌套自己，可以包含别的结构体

struct A

{

int a;

int *pa;

//struct A a;//非法

struct A *pstua; //无法定义结构体的变量，可定义结构体的指针

};

struct B

{

int b;

struct A *pstuA;

};

---

struct student

{

char* name;//无法更改，

char name[20];

}

结构体的自引用：结构体不能自引用一个变量（语法错误），可以自引用一个指针。

结构体的初始化只有一次机会，那就是在定义的同时。结构体和数组一样为聚合类型

库函数strcpy更改结构体的内容：

struct student stu1={"caocao",180};

strcpy(stu1.name,"sunwu");

struct student *pstu=&stu1;

(*pstu).age=999;//功能相同：pstu->age=999;

结构体内存对齐：

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

Linux中的默认值为4

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。

以空间换时间： 内存对齐

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。

eg：

struct S1

{

     char c1;

    int i;

    char c2;

};//12

struct S2

{

     char c1;

      char c2;

    int i;

};//8

修改默认对齐数

#pragma 这个预处理指令，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

注：

       结构体传参时，要传结构体的地址。

位段：不能跨平台使用

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

2.位段的成员名后有一个冒号和数字。

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。

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。

#include<stdio.h>
int main()
{
struct S {
	char a : 3;取三位 
	char b : 4;取四位 
	char c : 5;       
	char d : 4;
};
struct S  s = { 0 };
s.a = 10;    0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010                   
s.b = 12;    0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100
s.c = 3;     0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
s.d = 4;     0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100
sizeof(s)===3个字节
	return 0;
}

0110  0010   0000   0011  0000  0100

  b         a                   c                     d

枚举 enum

定义的常量

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。

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

枚举的使用：

正确：

enum Color =GREEN;

错误：

enum Color A；

A.GREEN

枚举的变量必须是枚举出的常量中的一个，不能是其他的值。

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enum和#define 差不多

#define 无法调试

enum可以

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联合：

//联合类型的声明
union Un
{
char c;
int i;
};
//联合变量的定义
union Un un;

联合的特点：

联合的成员共用一块内存空间（联合体的大小至少是最大成员的大小，至少有能力保存最大成员）

 

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。

union Un
{
  char c[5];
  int i;
}
//sizeof==8
union Un
{
    short c[7];
    int i;
}
//sizeof==16

注意：存储的数据会互相影响

#include<stdio.h>
union  Un
{
	char c;
	int i;
};
int main()
{
	union Un un;
	un.c = 1;
	printf("%d\n", un.c);//1
	un.i = 3;
	printf("%d\n", un.c);//3

	return 0;
}

注：

      在结构中，每个成员依次存储，而在联合中，所有成员都从偏移地址零开始存储。