目录
1.位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int ,char
1. 结构体
1.1 结构体的声明
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。
struct tag
{
member-list;
}variable-list;//变量列表，在这里创建的是全局变量
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1.2 特殊的声明 匿名结构体
struct
{
char name[20];
char id[12];
}*ps;//必须在变量后加列表，只能使用一次struct
{
int a;
char b;
float c;
}x;
struct
{
int a;
char b;
float c;
}a[20], *p;
p = &x;//类型一样么？匿名结构体成员一样，在编译器看来也是不同类型的结构体
作用：创建的结构体只使用一次，可以使用匿名结构体
1.3 结构的自引用typedef 就是类型重命名
错误的自引用
struct Node
{
int data;
struct Node next;
};正确的自引用：包含下一个结构体指针
struct Node
{
int data;
struct Node* next;
};1.4 typedef 类型重命名
typedef struct Node
{
int data;//数据
struct Node* next;//指针
} Node，* pNode;
typedef对
//struct Node
//{
// int data;//数据
// struct Node* next;//指针
//};
类型重定义，取名为Node
pNode 等价--> struct Node*，对结构体指针重命名pNode，是一种指针类型
int main()
{
struct Node n1;//两个类型相等
Node n2;
return 0;
}1.5 结构体变量的定义和初始化
struct Book
{
char name[20];
float price;
char id[12];
}s = { "投币", 55.5f, "PGC001" };
struct Node
{
struct Book b;
struct Node* next;
};
int main()
{
struct Book s2 = { "点赞", 66.6f, "HG001" };
struct Node n = { {"C语言拯救者", 66.8, "TG001"}, NULL };//结构体嵌套
return 0;
}1.6 结构体内存对齐 计算结构体的大小
struct S1
{
char c1;//1个字节
int i;//4个字节
char c2;//1个字节
};
struct S2
{
char c1;//1
char c2;//1
int i;//4
};
int main()
{
struct S1 s;
struct S1 s2;
printf("%d", sizeof(s));
printf("%d", sizeof(s2));
return 0;
}s结构体大小是是12个字节，s2结构体大小是8个字节，是因为结构体进行了内存对齐
结构体的对齐规则：1. 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处存放。
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中默认的对齐数值为8 ；Linxu环境下没有默认对齐数，没有默认对齐数时，自身大小就是对齐数
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。
我们来用例子实际说明四个规则
struct S1
{
char c1;//1个字节
int i;//4个字节
char c2;//1个字节
};
再来一个例子
struct S2
{
char c1;//1
char c2;//1
int i;//4
};
s4结构体嵌套问题，s4是多大字节？
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
struct S4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
};
1.7 为什么存在内存对齐?
总体来说： 结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。
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。
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。
1.8 修改默认对齐数
VS默认对齐数是8,修改默认对齐数大小最好是2的次方
#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1
struct S
{
char c;//1
double d;//8
};
#pragma pack()取消设置的默认对齐数，还原为默认
int main()
{
struct S s;
printf("%d\n", sizeof(s));//占9个字节
return 0;
}
1.9 结构体传参
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。
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;
}结构体传参的时候，要传结构体的地址。
2. 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 ,char
2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。
位（二进制位），：数字代表占bit位个数
struct A
{
int _a : 2;//_a这个成员只占2个bit位
int _b : 5;//_b这个成员只占5个bit位
int _c : 10;
int _d : 30;
};
struct AA
{
int _a;//INT_MIN ~ INT_MAX
int _b;
int _c;
int _d;
};//16
//16位机器 - sizeof(int) - 2
//32/64位机器 - sizeof(int) - 4
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct A));//8
printf("%d\n", sizeof(struct AA));//16
return 0;
}
注意事项：
1.位段的使用根据需求来设计，例如有一个成员只表达0 1 2 3三种状态，只需要分配2个bit位即可，节省空间
2.位段没有内存对齐，位段是一种结构体
2.1 位段的内存分配
1. 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。
空间不够开辟1/4个字节空间，不够继续开辟1/4个字节空间
2. 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，或者写出跨平台代码。
3. 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
struct A
{
int _a : 2;//_a这个成员只占2个bit位
int _b : 5;//_b这个成员只占5个bit位
int _c : 10;
int _d : 30;
};
struct S
{
char a : 3;
char b : 4;
char c : 5;
char d : 4;
};
int main()
{
struct S s = { 0 };
printf("%d\n", sizeof(s));
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;
return 0;
}
2.2 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，如果让int位段写成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。
2.3 位段的应用
数据在网络传输包装：网络协议栈
3.枚举
枚举顾名思义就是一一列举。 把可能的取值一一列举。
一周的星期一到星期日是有限的7天，可以一一列举。
enum Day//星期
{
Mon,
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun
};
性别有：男、女、保密...
enum Sex//枚举类型
{
MALE,
FEMALE,
SECRET//{}中的内容是枚举类型的可能取值，也叫 枚举常量 。
};
int main()
{
enum Sex s = MALE;//枚举类型变量赋值
enum Sex s2 = FEMALE;//枚举的可能取值
return 0;
}
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。
枚举常量赋值后，按照上一个数值+1，赋值后不能在枚举变量外改变数值
enum Color//颜色
{
RED,//0
GREEN,//1
BLUE//2
};
enum Color//颜色
{
RED=1,
GREEN,//2
BLUE//3
};
enum Color//颜色
{
RED=22,
GREEN=28,
BLUE//29
};
RED = 6;//错误3.1 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。
在cpp中报错
enum Color c = 5;//一个是枚举类型，一个是int类型
3. 防止了命名污染（封装）
4. 便于调试 （#define定义符号的替换，是直接把定义的符号原封不动的替换到代码中）
5. 使用方便，一次可以定义多个常量
4. 联合体（共用体）
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）。
联合类型的声明
union Un
{
char c;//1
int i;//4
};
int main()
{
union Un u;
printf("%d\n", sizeof(u));
printf("%p\n", &u);
printf("%p\n", &(u.c));
printf("%p\n", &(u.i));
return 0;
}
Un占了4个字节，u，u.c，u.i三个地址一模一样
当我们改变i时，c的值也会被改变（联合体成员同一时间只会用一个，不会同时使用）
u.c = 0x55;
u.i = 0;
4.1 利用联合体改造大小端判断
int check_sys()
{
union Un
{
char c;
int i;
}u;
u.i = 1;
return u.c;//
}
int main()
{
if (1 == check_sys())
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
return 0;
}
4.2 联合大小的计算
计算规则：
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 Un1
{
char arr[5];//5
int i;//4
};
union Un2
{
short arr[7];//14 2
int i;//4 4
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(union Un1));//8，进行了内存对齐
printf("%d\n", sizeof(union Un2));//16，看数组成员而不是数组
return 0;
}