【C语言进阶】第四节：自定义类型详解

1、结构体

1.1 结构体变量的定义和初始化

struct Point//类型声明
{int x;int y;
}p1;//声明类型的同时定义变量p1struct 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 Node
{int data;struct Point p;struct Node* next;
}n1 = { 10, {4,5}, NULL };//结构体嵌套初始化

1.2 结构体内存对齐

看两个练习：

//练习1
struct S1
{double d;char c;int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));//练习2
struct S2
{char c1;struct S3 s3;double d;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2));

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 ）
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，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。

所以输出结果为：16 32

2、位段

2.1 什么是位段

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
2. 位段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;
};

A就是一个位段类型。

那位段A的大小是多少？答案：8

2.2 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（属于整型家族）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。

一个例子： 

struct S
{char a:3;char b:4;char c:5;char d:4;
};
struct S s = {0};
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;

3、枚举

3.1 枚举类型的定义

enum Color//颜色
{RED,GREEN,BLUE
};

{}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，依次递增1，当然在声明枚举类型的时候也可以赋初值。

3.2 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

4、联合（共用体）

4.1 联合类型的定义

联合是一种特殊的自定义类型

这种类型定义的变量包含一系列的成员，特征是这些成员共用同一块空间（所以联合也叫共用体）

//联合类型的声明
union Un
{char c;int i;
};
//联合变量的定义
union Un un;
//计算联合变量的大小
printf("%d\n", sizeof(un));

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。

输出结果为4

4.2 联合的特点

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);

一样的 11223355

练习：判断当前计算机的大小端存储

int check_sys()
{union{int i;char c;}un = {.i = 1};return un.c;
}int main()
{int ret = check_sys();if (ret == 1)printf("小端\n");elseprintf("大端\n");return 0;
}

4.3 联合大小的计算

1. 联合的大小至少是最大成员的大小。
2. 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 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));

Un1和Un2的最大对齐数都是4字节

8 16

练习：

union Un
{short s[7];int n;
};
int main()
{printf("%d\n", sizeof(union Un));return 0;
}

注意结果不是14而是16，因为最后要对齐到最大对齐数的整数倍处。