一，结构体
1，结构体类型的声明
1.1 结构的基础知识
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
1.2 结构的声明
struct tag { member-list; }variable-list;
列如描述一个学生：
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
1.3 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;
上面的两个结构在声明的时候省略掉了结构体标签（tag）
那么问题来了？
//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完全不同的两个类型。 所以是非法的。
2，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？
//代码1 struct Node { int data; struct Node next; }; //可行否？ 如果可以，那sizeof(struct Node)是多少？
答案是会进行死循环，这种写法是错误的！
正确的自引用方式：
//代码2 struct Node { int data; struct Node* next; };
使用指针方式就可以自引用不会造成死循环，因为指针的空间大小是定数
//代码3 typedef struct { int data; Node* next; }Node; //这样写代码，可行否？ //解决方案： typedef struct Node { int data; Node* next; }Node;
3，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
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
4，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
以下是一些练习示例：
#include<stdio.h> int main() { struct S1 { char c1; int i; char c2; }; printf("%d\n", sizeof(struct S1)); }
结构体嵌套问题：
#include<stdio.h> struct S3 { double d; char c; int i; }; int main() { struct S4 { char c1; struct S3 s3; double d; }; printf("%d\n", sizeof(struct S4)); }
考点
如何计算？
首先得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 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。 VS中默认的值为8 Linux中没有默认对齐数，对齐数就是成员自身的大小
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。
为什么存在内存对齐?
大部分的参考资料都是如是说的：
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，如何做到：
让占用空间小的成员尽量集中在一起。
#include<stdio.h> int main() { //例如： struct S1 { char c1; int i; char c2; }s1; struct S2 { char c1; char c2; int i; }s2; printf("%d\n%d", sizeof(s1), sizeof(s2)); }
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
之前我们见过了 #pragma 这个预处理指令，这里我们再次使用，可以改变我们的默认对齐数
#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() { //输出的结果是什么？ printf("%d\n", sizeof(struct S1)); printf("%d\n", sizeof(struct S2)); return 0; }
结构在对齐方式不合适的时候，我们可以自己更改默认对齐数
5，结构体传参
直接代码演示：
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。
6，结构体实现位段
6.1 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
比如：
#include<stdio.h> int main() { struct A { int _a : 2; int _b : 5; int _c : 10; int _d : 30; }; printf("%d", sizeof(struct A)); return 0; }
6.2，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
//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; //空间是如何开辟的？
6.3，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
总结：
跟结构相比，位段可以达到同样的效果，并且可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在
二，枚举
1，枚举类型的定义
枚举顾名思义就是一一列举
把可能的取值一一列举
比如我们现实生活中：
一周的星期一到星期日是有限的7天，可以一一列举
性别有：男、女、保密，也可以一一列举
月份有12个月，也可以一一列举
这里就可以使用枚举了！
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，依次递增1，当然在声明枚举类型的时候也可以赋初值。 例如：
enum Color//颜色 { RED = 1, GREEN = 2, BLUE = 4 };
2，枚举的优点
为什么使用枚举？
我们可以使用 #define 定义常量，为什么非要使用枚举？ 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. 便于调试
4. 使用方便，一次可以定义多个常量
3，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; //ok??
clr=5 会出现报错的，因为数据类型有差异!
三，联合
1，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));
还有一些用例，比如判断当前计算机的大小端存储
#include<stdio.h> //联合类型的声明 union Un { char c; int i; }; //联合变量的定义 int main() { union Un un; un.i = 1; //计算连个变量的大小 if (un.c == 1) { printf("小端存储"); } else printf("大端存储"); return 0; }
3，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
比如：
#include<stdio.h> int main() { 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)); return 0; }
四，总结
本章节知识较多，覆盖的很全面，非常适合深入探究，当成复习学习资料都是一个很不错的选择！
