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本文作者：大家好，我是paper jie，感谢你阅读本文，欢迎一建三连哦。
本文录入于《系统解析C语言》专栏，本专栏是针对于大学生，编程小白精心打造的。笔者用重金(时间和精力)打造，将算法基础知识一网打尽，希望可以帮到读者们哦。
其他专栏：《算法详解》《C语言》《C语言-语法篇》等
内容分享：本期将对c语言中的自定义类型进行详细的讲解，各位看官姥爷快搬好小板凳坐好叭。
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目录
结构体
结构体是一些值的集合，这些值是它的成员。它们可以是不同类型的变量。
结构体的声明
注意：它的分号不能丢了
//栗子：这里定义一个学生
struct Stu
{
int age;
char name[20];
char sex[5];
};特殊的声明
在声明结构体的时候，还有一种特殊的声明，就是匿名结构体类型：
//栗子：
struct
{
int a;
char b;
float c;
}s1;
struct
{
int a;
char b;
float c;
}*p;上面两个结构体省略了结构体的名字，这时有一个问题就是：
p = &s1在编译器上是编译不过去的。原因就是编译器把他们两个当成了不同的结构体类型。
结构体的自引用
在结构体中包含一个类型为该结构本身的成员是可以的：
struct Node
{
int a;
struct Node *next;
};结构体的定义和初始化
声明类型的时候可以定义变量，也可以在声明完后定义。初始化可以在定义完后初始化，也可以定义的同时初始化。
struct point
{
int a;
int b;
}s1; //声明的同时定义
struct point s2; //先声明再定义结构体变量
//初始化：定义的同时初始化
struct point s3 = { 1,2 };
struct Stu
{
int age;
char name[20];
};
struct Stu s = { 20,"zhangsan" };
struct Node
{
int date;
struct Stu s1;
struct Node* next;
}n1 = {1, {19, "lishi"}, NULL}; //结构体嵌套初始化
struct Node n2 = { 2, {25,"wangwu"}, NULL };//结构体嵌套初始化结构体内存对齐
对于结构体内存对齐有以下几点规则：
第一个成员放在与结构体变量偏移量为0的位位置
其他变量要对齐到对齐数的整数倍处的地址处
对齐数是编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值（vs默认值为8，gcc，Linux没有默认对齐数，对齐数是成员自身大小）
结构体总大小必须是最大对齐数的倍数
如果是嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己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的整数倍（含嵌套结构体的对齐数）
练习
//练习一
struct s1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct s1));
}c1为首成员，对齐偏移量为0的位置，占1个字节。i为4个字节小于8，对齐数为4，从&c1+3的位置开始存放i。c2为1个字节小于8，对齐数为1，接在i后面存放。又因为它们加起来为9不是最大对齐数的倍数，所以要提升为12.
//练习二
struct s2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct s2));
} 
//练习3
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
}
//练习4
struct S4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S4));
} 
内存对齐的原因
平台原因：
不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的数据。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：
数据结构应该尽量的在自然边界上对齐。原因就是为了访问未对齐的内存，处理器需要进行两次内存访问。而对齐的内存只需要访问一次。
总得来说就是内存对齐是用来拿空间换时间的做法。
所以在设计结构体的时候我们要尽量的满足对齐，又节约空间。做法就是让空间小的成员尽量在一起：
//错误的做法
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
//正确的做法
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};修改默认对齐数
修改对齐数我们需要用到一个预处理指令：#pragma，它可以改变我们的默认对齐数：
#pragma pack(8)
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
#pragma pack()
#pragma pack(1)
struct S2
{
char c1;
int i;
char c2;
};
#pragma pack()
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
printf("%d\n", sizeof(struct S2));
return 0;
}
在我们遇到对齐方式不合适的时候，我们就可以用pragma来改变默认对齐数。
结构体传参
结构体传参有两种方法：一种是直接传参，一种是地址传参。一般来说是地址传参比较好。
因为：函数传参需要压栈，会有时间和空间的开销。如果传递的结构体对象过大，那么参数压栈的开销就会比较大，所以会导致性能的下降。
struct Stu
{
char name[20];
char sex[4];
int age;
};
struct Stu s = { "zhangsan","nan", 20 };
//结构体传参
void print_f(struct Stu s)
{
printf("%s\n", s.name);
}
//结构体地址传参
void print_t(struct Stu* s)
{
printf("%d\n", s->age);
}
int main()
{
print_f(s);//传结构体
print_t(&s);//传地址
return 0;
}位段
位段的含义
段位和结构体是类似的，但是有两点不同：
段位的成员必须是int，unsigned int， signed int
段位的成员名后面有一个冒号和一个数字
举个栗子：
struct S
{
int a : 2;
int b : 5;
int c : 10;
int d : 30;
};位段的内存分配
段位的成员是int unsigned int signed int 或者是char类型
段位的空间是按照需要以4个字节或者1个字节的方式开辟的。
段位涉及很多不确定的因素，段位是不跨平台的，注重可移植的程序需要避免使用段位。
栗子：
struct S
{
char a : 3;
char b : 4;
char c : 5;
char d : 4;
};
int main()
{
struct S s = { 0 };
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;
return 0;
}
位段的跨平台问题
位段的应用
它可以极大的减少数据的空间，是数据可以高速传递
枚举
枚举就是可能的情况一一列举。比如：生活中的星期，月份，性别都可以一一列举
枚举类型的定义
enum day
{
mon,
tues,
wed,
thur,
fri,
sat,
sun,
};
enum color
{
red,
green,
blue
};以上定义的day和color都是枚举类型，{}中的内容是枚举类型的可能取值，叫枚举常量。这些值都是有默认值的，默认从0开始，每次增加1，在定义的时候也是可以赋值的：
enum day
{
mon = 1,
sun = 7,
sat = 6
};枚举的优点
增加代码的可读性和可维护性
和#define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，一次可定义多个常量
枚举的使用
int main()
{
enum color str = red; //只有拿枚举类型给枚举常量赋值，才不会出现类型的差异
str = 6;
return 0;
}联合体
联合体的定义
联合体是一种特殊的自定义类型。这种类型的变量包括了许多的成员，他的特点是这些成员共同使用一块空间。
举个栗子：
union un
{
char c;
int i;
};
//联合变量的定义
union un u;联合的特点
联合体的成员公用一块空间，这样的联合体大小至少是最大成员的大小。
通过下面代码可以发现，它们公用一块空间，且还会改变对方的值
union un
{
int i;
char c;
};
int main()
{
union un u;
printf("%p\n", &(u.i));
printf("%p\n", &(u.c));
u.i = 0x11223344;
u.c = 0x55;
printf("%x\n", u.i);
return 0;
}
联合体大小的计算
联合的大小至少是最大成员的大小
当最大成员的大小不是最大对齐数的倍数的时候，就要对齐到最大对齐数的整数倍
栗子：
union un1
{
char c[5];
int i;
};
union un2
{
short c[7];
int i;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(union un1));
printf("%d\n", sizeof(union un2));
return 0;
}