大家好，今天我简单讲一讲C语言中的那些自定义类型，即结构体、位段、枚举与联合。
1.结构体
结构体是C语言中最常用的自定义类型，关于它的声明、定义这里就不作过多介绍，只讲一讲关于结构体内存对齐的规则。声明一个结构体，它的内存是多大呢？例如下面这个结构体：
最后会输出多少呢？
通过运行程序，可以发现得到了12这个结果，为什么会是12而不是char + int + char = 6呢？其实结构体的大小有其自己的对齐规则，具体如下：
（1）结构体的第一个成员对齐在结构体变量偏移量为0处。
（2）从第二个成员开始，对齐到“对齐数”的整数倍处。对齐数：是指该成员的大小与编译器默认的对齐数中较小的那个，若成员是数组，则算对齐数时该成员的大小按数组每个元素的大小计算。
（3）结构体的总大小必须是最大对齐数的整数倍。最大对齐数：是指结构体中所有成员的对齐数中最大的那个。
（4）若结构体中嵌套了结构体，则嵌套的结构体的对齐数是该结构体的最大对齐数，结构体的总大小是所有最大对齐数（含嵌套）的整数倍。
了解了以上结构体内存对齐的规则，我们重新算一下例子中的结构体的大小：其第一个变量group占一个字节，对齐在偏移量为0处；第二个变量int占四个字节，但要对齐到“对齐数”的整数倍处，VS的默认对齐数是8，大于该成员的大小，所以第二个成员要对齐到4的整数倍处，这里就要浪费掉3个字节的空间，age变量占用4~7这个内存块；再看第三个成员，char类型占一个字节，且对齐数就是1，它占用第9个字节（偏移量是8）；而结构体的总大小必须是最大对齐数的整数倍，这里最大对齐数是4，所以又要浪费掉3个字节的空间。这样，该结构体的大小就是12了。
关于结构体内存对齐的原因，主要有一下两点：
（1）平台的原因。很多时候我们的代码需要跨平台运行，这就要求代码的可移植性要好，但不是所有的硬件平台都可以访问任意地址上的任意数据，而内存对齐的规则方便大多数平台，提高代码的可移植性。
（2）性能原因。若不存在内存对齐，有时处理器访问内存时要进行两次，但内存对齐后处理器访问内存只需一次，要知道访问内存是很浪费时间的！简而言是，这是以空间换取时间的做法。
知道了结构体内存对齐的规则后，我们以后定义结构体时可以将占用内存小的成员集中在一起，这样更节省空间。
下面说一说默认对齐数的事情，在Linux环境下是没有默认对齐数的。即使是在Windows环境下，不同编译器的默认对齐数也不尽相同，但是默认对齐数是可以修改的。看下面的代码：
与上面例子中的结构体是一样的，但是大小确实6，原因在于#pragma pack（1）改变了平台的默认对齐数，改为了1，而#pragma pack（）又将默认对齐数改了回去。这时计算该结构的大小时自然就是6了。
最后讲一个可以计算结构体中各个成员偏移量的宏：ofsetof。使用方法为：size_t ofsetof（声明的结构体类型，结构体中某成员名); 该宏包含在头文件<stddef.h>中。
2.位段
位段其实就是用结构体实现的，它的声明与结构体十分类似。看下面的代码：
struct X就是一个位段，注意三点：
（1）位段的成员要么全部是int型，要么全部是unsigned int型，要么全部是char型，这表示它的内存是一次性4个字节（int型）或是一次性一个字节（char型）来开辟的。
（2）位段的成员名后面有一个冒号和一个数字，表示该成员占用几个比特位的空间。上述例子中会一次开辟四个字节的空间，共32个比特位，而四个成员总共才占用24个比特位，足够使用（剩余的8个比特位浪费掉了），所以位段的总大小就是4个字节。
（3）位段的使用很多是不确定的，并且位段不跨平台。
从某种意义上说，位段也能达到结构体的效果，并且更省空间，但是它不跨平台。
位段通常在数据传输时使用，能更好的节省空间。
3.枚举
枚举就是一一列举，在数学里面集合的内容中就有枚举法，和这里的枚举是类似的。看下面的代码：
例子中的enum DAY，enum Color就是枚举类型，其中的Mon，Tue，........，Red，Green， Blue是枚举类型的可能取值，也叫做枚举常量。它们都是有值的，默认从0开始，并依次递增1，如enum Color中Red就是0，Green就是1，Blue就是2。当然，在声明时就可以给这些枚举常量赋值。
下面说一说枚举的优点，在C语言中还有#define定义的标识符常量，我们完全可以使用它来代替枚举常量，那为什么还存在枚举常量呢？原因有以下几点：
（1）枚举常量可以增加代码的可读性和维护性。
（2）和#define定义的标识符常量相比枚举有类型检查，更严谨。
（3）枚举将许多常量封装在一起，防止了命名污染。
（4）枚举常量便于调试。
（5）枚举使用方便，一次可以定义多个常量。
最后简单讲一讲枚举常量的使用，我们只能用枚举常量给枚举变量赋值，不然会有类型上的差异。
如上面的例子中：enum Color x = Red是可以的，但enum Color x = 0却不行！虽然Red在数值上就是0，但在类型上却不一样。
4.联合
联合体也叫共用体，因为它的成员共用同一块空间。看下面的代码：
其中union Stu就是一个联合体，因为是共用同一块内存，所以该联合体的大小就是四个字节，其第一个成员group与第二个成员的第一个字节是同一块内存空间。正是因为这一点，联合体的大小至少要是最大成员的大小。另外，当联合体的大小不是其最大对齐数的整数倍时，要对齐到最大对齐数的整数倍。
好了，以上就是这篇博客的全部内容了，水平有限，若有不足或错误之处，还请评论指出。如果您觉得这篇文章对你有帮助，不妨点赞收藏，谢谢。
