浅谈C语言自定义类型
一、结构体
1. 什么是结构体:简单来说就是一些值得集合,结构体内的每个成员可以是任何类型的变量(这点和数组有着明显的区别)。
2. 结构体的申明:
struct tag //此处的tag和后面的variable-list 二者可缺一,但不可都缺
{
member-list;//成员列表,不可缺少
}variable-list;//注意此处的分号不可丢
3.结构体的定义及成员访问
结构体变量的成员是通过 . 操作符来访问的。例如:
struct Stu
{
char name[10];
int age;
};
int main()
{
struct Stu s;//定义结构体变量
strcpy(s.name, "zhangsan");//对成员name访问
s.age = 20;//队成员age进行赋值
}
有时候我们得到的不是结构体变量,而是指向一个结构体的指针 则需要用 -> 操作符来访问成员。例如:
struct Stu
{
char name[10];
int age;
}s;
int main()
{
struct Stu *p=&s;
p->age = 20;
strcpy(p->name, "zhangsan");
}
除了逐个对结构体的变量赋值,我们也可整体初始化。例如:
struct Stu
{
char name[10];
int age;
};
int main()
{
struct Stu s = { "zhangsan",20 };//初始化
}
或:
struct Stu
{
char name[10];
int age;
}s = {"zhangsan",20};//初始化
4.结构体的自引用
例如:
typedef struct Node
{
int data;
struct node* next;
}Node;
从上面可以看出,结构体要自引用必须得有完整的结构体命名。
5.结构体的内存对齐
前面一直讨论的都是结构体的使用问题,而没有关心过结构体大小的问题,那么如何计算结构体的大小呢?接下来,我们来慢慢讨论。前面我们说过,结构体的成员类型不尽相同,那么结构体的大小是否是各成员类型大小之和呢?接下来看一段代码:
struct s
{
char c1;
int i;
char c2;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct s));
return 0;
}
结果是12,明显和我们成员类型大小之和不相等,这是为什么呢?这主要是因为结构体的内存对齐规则。
那么结构体的内存对齐规则是什么呢?
1.第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
2.其他成员变量要对其到某个数字(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中默认值为8,Linux中的默认值为4
3.结构体总大小为最大对齐数的整数倍。
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,结构体的整体大小是所有最大对齐数的整数倍。
下面举个栗子:
如上图所示,c1是结构体s的第一个成员,与结构体变量的偏移量为0,i为第二个成员,本应该在0x01处开始存储,但根据规则2,i是int类型,对齐数是4,而地址是4的整数倍且离c1最近的地址是0x04,所以,i的首地址是0x04,int类型占4个字节,所以c2的首地址是0x08,c2是char类型,占一个字节,此时三个成员所占内存大小为9个字节,又根据规则3,结构体s中的最大对齐数是4,所以结构体s的大小是12个字节。分析其他结构体的大小思路类似。
二、位段
位段的声明与结构体的声明十分类似,但存在一些不同。
1.位段的成员必须是整型家族(int,unsigned int,signed int ,char)的类型。
2.位段的成员名后面有一个冒号和数字。
例如:
struct s
{
int a:2;//给成员a分配2个比特位的空间
char b:5;//给成员b分配5个比特位的空间
};
总而言之,位段是按比特位来个成员分配内存的,这样虽然能节省空间,但也让它有了一些限制,所以在平常的学习中尽可能少使用位段。
三、枚举
枚举,简单来说就是一一列举。在我看来,枚举中的成员一般都是同一类的常量。例如:
enum Day//星期
{
Mon;
Tues;
wed=10;//赋初值
Thur;
Fri;
sat;
Sun;
};
其实这些枚举常量都是有值得,默认从0开始,依次递增1,当然在定义时也可以赋初值,如上面的Wed=10,在它之后的常量依次为基准,依次递增1。下面给举个栗子来说明枚举的使用:
enum Color
{
red=1;
green=2;
yellow=3;
};
int main
{
enum Color c=red;
}
在定义枚举变量时,最好用枚举类型中的枚举常量来赋值,否则赋值将无意义。
四、联合
联合也叫共用体,顾名思义,就是联合内的成员公用一块内存空间,所以,联合的大小至少是最大成员的大小。那么,联合的大小是怎么计算的呢?一句话,就是当最大成员不是最大对齐数的整数倍时,对齐到最大对齐数的整数倍。
union Un
{
int i;
char c;
};
int main()
{
union Un un;
printf("%p\n", &(un.i));//成员i的地址
printf("%p\n", &(un.c));//成员c的地址
printf("%d\n", sizeof(union Un));//联合的大小
return 0;
}
union Un
{
char c[5];
int i;
};
int main()
{
union Un un;
printf("%d\n", sizeof(union Un));
return 0;
}
下面用联合来判断大小端:
union Un
{
int i;
char c;
};
int main()
{
union Un un;
un.i = 0x11223344;
un.c = 0x55;
printf("%x\n",un.i);//打印i的内容
return 0;
}
自定义类型总结:不管是哪种自定义类型,本质还是一种类型,和C语言中类型的用法类似。