【C语言】自定义类型：结构体、枚举、联合

• • • 一、结构体
    • 二、枚举
    • 三、联合

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一、结构体

1.结构体类型创建

struct Stu//定义一个学生结构体
{
    char name[20];//名字
    int age;//年龄
    char sex[5];//性别
    char id[20];//学号
};//分号不能丢

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;    
 //p=&x;代码非法，编译器会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型

结构的不完整声明

struct B;//不完整声明
struct A
{
    int _a;
    struct B* pb;
};
struct B
{
    int _b;
    struct A* pa;
};

2.结构成员的访问

结构体变量访问成员
结构体变量的成员是通过点操作符（.）。点操作符接受两个操作数。例如：

struct Stu
    {
        char name[20];
        int age;
    };
    struct Stu s;//定义结构体变量
    strcpy(s.name, "zhangsan");//使用.访问name成员
    s.age = 18;//使用.访问age成员       

结构体访问指向变量的成员
访问指向一个指向结构体变量的指针

struct S
{
    char name[20];
    int age;
}s;
void print(struct S *ps)
{
    printf("name=%s   age=%d\n", (*ps).name, (*ps).age);
    printf("name=%s   age=%d\n", ps->name, ps->age);
}

3.结构的自引用

struct Node
{
    int data;
    struct Node* next;
};

注意：类型重命名用typedef

typedef struct Node
{
    int data;
    struct Node* next;
}Node;

4.结构体变量的定义和初始化

struct Point
{
    int x;
    int y;
}p1;              //声明类型的同时定义变量p1
struct Point p2;  //定义结构图变量p2

//初始化：定义变量的同时赋值
struct Point p3 = { 1, 2 };

struct Stu//类型声明
{
    char name[15];//名字
    int age;      //年龄
};
struct Stu s = { "zhangsan", 18 };//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

5.结构体内存对齐

为什么存在内存对齐？
（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（空间换取时间）
数据结构（尤其是栈）应该尽可能地在自然边界上对齐；而对齐的内存访问仅需要一次访问。
总结：结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。
姐狗提的对齐规则：
（1）第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
（2）其它成员变量要对齐盗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的默认值为8，Linux的默认值为4。
例如：

6.结构体传参

函数传参的时候，参数是需要压栈的。如果传递一个结构体对象的时候，结构体过大，参数压栈的系统开销比较大，所以会导致性能的下降。
总结：结构体传参的时候，要传结构体的地址。

struct S
{
    int data[1000];
    int num
};
struct S s = { { 1, 2, 3, 4 }
void print1(struct S s) //结构体传参
{
    printf("%d\n", s.num);
}
void print2(struct S* s)  //结构体地址传参
{
    printf("%d\n", s->num);
}
int main()
{
    print1(s);   //传结构体
    print2(&s);   //传地址
    system("pause");
    return 0;
}

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二、枚举

1.枚举类型的定义

enum Day  //星期
{
    Mon,
    Tues,
    Wed,
    Thur,
    Fri,
    Sat,
    Sun
};
enum Sex //性别
{
    MALE,
    FEMALE,
    SECRET
};
enum  Color    //颜色
{
     RED,
     YELLOW,
     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，一次递增1，在定义的时候也可以赋初值。
如：

enum  Color    // 颜色
{
     RED=1,
     YELLOW=2,
     BLUE=4
};

2.枚举的使用

enum  Color    // 颜色
{
     RED=1,
     GREEN = 2,
     BLUE=4
};
enum Color clr = GREEN;     //只能拿枚举常量给变量赋值，才不会出现类型的差异
clr = 5;               //不可以

3.枚举的特点

（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）防止了命名污染（封装）
（4）便于调试
（5）使用方便，一次可以定义多个常量

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三、联合

1.联合类型的定义

联合类型定义的变量包含一系列的成员，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;
};
union Un un; //联合变量的定义
int main()
{
    printf("%d\n", sizeof(un)); //计算联合变量的大小  4
    return 0;
}

2.联合的特点

联合的成员是共用一块内存空间的，这样一个联合变量的大小，至少是最大成员的打大小（因为联合至少得有能力保存最大的那个成员）

union Un
{
    int i;
    char c;
};
union Un un;
int main()
{
    printf("%d\n", &(un.i));   //204838
    printf("%d\n", &(un.c));   //204838

    un.i = 0x11223344;
    un.c = 0x55;
    printf("%x\n", un.i);      //11223355
    
return 0;
}

面试题：判断当前计算机的大小端存储

//代码1
int check()
{
    int i = 1;
    return (*(char *)&i);
}

//代码2
int check()
{
    union
    {
        int i;
        char c;
    }un;
     un.i=1;
     return un.c;
}
int main()
{
    int ret = check();
    if (ret == 1)
    {
        printf("小端\n");
    }
    else
    {
        printf("大端\n");
    }
    return 0;
}

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）当最大成员不是最大对齐数的整数倍时，就要对齐到最大对齐数的整数倍。

union Un1
{
    char c[5];//1*5=5
    int i;    //4
};
union Un2
{
    short c[7];//2*7=14
    int i;     //4
};
int main()
{
    printf("%d\n", sizeof(union Un1)); //8
    printf("%d\n", sizeof(union Un2)); //16
    return 0;
}