前言
🥰经过一段的C语言学习我们知道了数据的储存方式，前面我们也介绍了C语言中的各种操作符，以及一些排序的方法，有了前面的一些知识的积累了以后，我们今天来介绍一下选择题中非常具有迷惑性的“三体”——结构体、枚举、联合体。这三个结构在选择题中有很高的出现频率，而且对它们分不清楚了很容易受迷惑，然后影响你的正确率。🥝
✅接下来我们将从最基本的概念为各位佬揭开他们神秘的面纱，坐稳扶好喽！我们要出发了😍
结构体
基本概念
🍁在C语言中，结构体(struct)指的是一种数据结构，是C语言中聚合数据类型(aggregate data type)的一类。结构体可以被声明为变量、指针或数组等，用以实现较复杂的数据结构。结构体同时也是一些元素的集合，这些元素称为结构体的成员(member)，且这些成员可以为不同的类型，成员一般用名字访问。
结构体类型的声明
结构的声明
struct tag { member-list; }variable-list;
🍪变量解释：
⭕tag — 结构体的变量名
⭕member list — 结构体成员列表
⭕variable - list — 全局变量名称
🍟假如我们需要描述一个学生的一些基本信息就用下面这个例子
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
🚨注： 最后的那个分号千万不能丢了！！！
特殊的声明
🍔上面我们介绍了结构体的常规声明，当然肯定会有一些特殊的声明—在声明结构的时候，可以不完全的声明（匿名结构体类型）
//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;
🍁上面的两个结构在声明的时候省略掉了结构体标签（tag）那么有的小伙伴就会有问题了：在上面代码的基础上，下面的代码合法吗？
p = &x;
🥰编译器会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型，所以是非法的。
结构的自引用
🍪在结构中包含一个类型为该结构本身的成员是否可以呢？答案当然是可以的，只不过要在其中用指针连接，这就是后面的链表要用到的结构。下面我们用代码演示一下正确的自引用方式：
方案一： struct Node { int data; struct Node* next; }; 方案二： typedef struct Node { int data; struct Node* next; }Node;
结构体变量的定义和初始化
✅有了结构体类型，那如何定义变量，其实很简单，按照其内容类型逐个赋值就可以了
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：定义变量的同时赋初值。 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
✅我们已经掌握了结构体的基本使用了。现在我们深入讨论一个问题：计算结构体的大小。这也是一个特别热门的考点： 结构体内存对齐
结构体的对齐规则：
🚩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）
🔴第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
🔴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。
🔴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。
🔴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。
为什么要内存对齐
⭕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，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类型的成员一模一样，但是S1和S2所占空间的大小有了一些区别
修改默认对齐数
修改默认对齐数的预处理命令
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8 #pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
实际例子
#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 #pragma pack(1)//设置默认对齐数为1 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() { printf("%d\n", sizeof(struct S1));//12 printf("%d\n", sizeof(struct S2));//6 }
✅总的来说：结构在对齐方式不合适的时候，我么可以自己更改默认对齐数。
结构体传参
🥰这个部分我们直接上代码：
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？答案是：首选print2函数。
原因：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。
🍟结论：结构体传参的时候，要传结构体的地址
结构体实现位段（位段的填充&可移植性）
位段
✅结构体我们了解完就得来看一下结构体实现 “位段” 的能力。
什么是位段
位段的声明和结构是类似的，有两个不同：
⭕位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int 。
⭕位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。
例如
struct A { int _a:2; int _b:5; int _c:10; int _d:30; };
A就是一个位段类型🥰
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。
🍁举个例子：
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;
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。
🥰总的来说：跟结构相比，位段可以达到同样的效果，但是可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在（位段虽好，可不要贪杯呦！）
