结构体
结构是一些值的集合，这些值被称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量。
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结构的声明
struct tag
{
member-list;
}variable-list;//描述一个学生
struct Stu
{
//成员变量、成员列表
char name[20];//名字
int age;//年龄
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
比如：
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;上面的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;警告：
编译器会把上面的两个声明当成两个完全不同的两个类型。
所以是非法的
-
结构的成员
结构的成员可以是标量、数组、指针，甚至是其他的结构体。
结构体成员的访问
1.结构体变量的成员是通过点操作(.)访问的。点操作符接受两个操作数
例如:
我们看到s有成员name和age;
访问s的成员
struct S s;
strcpy(s.name, "zhangsan");//使用.访问name成员
s.age = 20;//使用.访问age成员结构体访问指向变量的成员，有时候我们得到的不是一个结构体变量，而是指向一个结构体的指针，那该如何访问成员，如下：
struct S
{
char name[20];
int age;
}s;
void print(struct S* ps)
{
printf("name = %s age = %d\n", (*ps).name, (*ps).age);
printf("name = %s age = %d\n", ps->name, ps->age);
}-
结构的自引用
在结构体中包含一个类型为该结构本身的成员
struct Node
{
int data;
struct Node* next;
};注意：
typedef struct Node
{
int data;
struct Node* next;
}Node;- 结构体的不完整声明
struct B;
struct A
{
int _a;
struct B* pb;
};
struct B
{
int _b;
struct A* pa;
};-
结构体变量的定义和初始化
struct Node
{
int data;
struct Node* next;
};
注意：
typedef struct Node
{
int data;
struct Node* next;
}Node;
结构体的不完整声明
struct B;
struct A
{
int _a;
struct B* pb;
};
struct B
{
int _b;
struct A* pa;
};
结构体变量的定义和初始化
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
//练习1
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
//练习2
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2));
//练习3
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
//练习4-结构体嵌套问题
struct S4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S4));如何计算
首先掌握结构体的对齐规则：
1.第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
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=编译器默认的对齐数与该成员大小的较小值。 VS中默认的值是8 Linux中的默认值为4
3.结构体总大小为其最大对齐数（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。
为什么存在内存对齐？
大部分参考资料都如下所说：
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。
//例如：
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};S1和S2类型的成员一样，但是S1和S2所占用空间的大小有了一些区别。
修改默认对齐数
#include <stdio.h>
#include <stdlib.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
#pragma pack(1) //设置默认对齐数为8
struct S2
{
char c1;
int i;
char c2;
};
#pragma pack() //取消设置的默认对齐数，还原为默认
int main()
{
//输出的结果是什么？
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
printf("%d\n", sizeof(struct S2));
system("pause");
return 0;
}-
结构体传参
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;
}上面的print1和print2函数哪个好些？
很明显首选print2函数。
原因:
讲解函数栈帧的时候，我们讲过函数传参的时候，参数是需要压栈的。
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。
- 小结：
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或signed int 。
2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。
比如：
struct A
{
int _a : 2;
int _b : 5;
int _c : 10;
int _d : 30;
};A就是一个位段类型
那位段A的大小是多少呢？
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct A
{
int _a : 2;
int _b : 5;
int _c : 10;
int _d : 30;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct A));
system("pause");
return 0;
}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 - 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。
- 总结：
跟结构相比，位段可以达到同样的效果，可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在。
枚举
枚举顾名思义就是一一例举。
把可能的取值一一例举。
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枚举类型的定义
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;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)。
-
判断当前计算机的大小端存储：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int a = 1;
char* p = (char*)&a;
if (*p == 1)
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
system("pause");
return 0;
}#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int CheckSys()
{
int a = 1;
return *(char *)&a;
}
int main()
{
if (CheckSys() == 1)
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
system("pause");
return 0;
}联合大小的计算
联合的大小至少是最大成员的大小
当最大成员的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
例如：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
union Un1
{
char c[5];
int i;
};
union Un2
{
short c[7];
int i;
};
int main()
{
//下面输出的结果是什么？
printf("%d\n", sizeof(union Un1));
printf("%d\n", sizeof(union Un2));
system("pause");
return 0;
}联合和结构体的巧妙使用：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
union ip_addr
{
unsigned long addr;
struct
{
unsigned char c1;
unsigned char c2;
unsigned char c3;
unsigned char c4;
}ip;
};
int main()
{
union ip_addr my_ip;
my_ip.addr = 176238749;
printf("%d.%d.%d.%d\n", my_ip.ip.c4, my_ip.ip.c3, my_ip.ip.c2, my_ip.ip.c1);
system("pause");
return 0;
}