C语言:自定义类型详解
一、结构体
1.结构体变量的定义及初始化
直接上代码：
struct point {
int x;
int y;
}p1; //创建结构体时顺便创建变量，分号一定不能掉
struct point p2; //单独创建变量
struct point p3 = { 1,2 }; //创建变量时顺便赋值
struct node {
char str[20];
struct point p; //结构体嵌套
}n1 = { "abcd",{3,4} };
int main() {
printf("%s\n", n1.str); //结构体访问时，用.或者->，变量访问用.，指针访问用->
printf("%d\n", n1.p.x);
printf("%d\n", n1.p.y);
return 0;
}
struct是创建结构体的关键字，point是结构体的名字，p1为结构体point的一个变量，x，y称为结构体point中的成员变量，变量的创建有两种形式，第一，可以在创建结构体时一起创建，第二，单独创建，创建规则为类型+名称，对于结构体的赋值，可以在创建变量的时候顺便赋值，可以先创建变量再单独赋值。结构体的访问有两种方式，当使用变量进行访问时，用.（点），再选择该变量对应的属性；当使用指针进行访问时，用->，再选择对应的属性即可。
2.结构体内存对齐
当我们想去计算结构体占内存大小的时候，就需要知道结构图内存对齐这一概念，我们先来看两个例子：
struct a {
char a;
char b;
int c;
};
struct b {
char a;
int c;
char b;
};
int main(){
printf("%d\n", sizeof(struct a));
printf("%d\n", sizeof(struct b));
return 0;
}
结果表明，a和b两个结构体所占内存大小并不相等，但是其内部成员变量是一样的，只是顺序不一样。造成结果不同的原因就是因为内存对齐，我们来介绍结构体内存对齐的规则：
1.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。 对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。在vs编译器中，默认对齐数是8。
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。
3.为什么要内存对齐呢？
从上面的结果我们大概就能猜到，为了节省空间。总的来说，主要原因有两点：
1.平台原因：
某些硬件平台只能在特定的地址处取地址，没有内存对齐，取值时可能会出错。
2.性能原因：
对于不对齐的情况，在读取数据时可能要读取两次，以下图为例：
在一个32位平台上，在不对齐的情况下，如果想要读取int的4个字节，第一次会读取到char的一个字节，和int的后3个字节（小端），需要再读取一次，才能将int的4个字节完全读取出来；相比较而言，如果是在内存对齐的情况下，只需要读取一次就可以把int的4个直接读取出来。
二、位段
结构体还有实现位段的能力，问题来了，什么是位段呢？
1.什么是位段
位段的声明和结构体是类似的，但有两点不同：
- 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:3;
int _d:4;
};
a就是一个位段类型，想要知道a的大小，同样可以用sizeof来求。
2.位段的内存分配
拿上面的位段a来说，会先在内存中开辟一个4字节的空间，冒号后面的数字表示该成员变量所占内存的大小，单位为bit，位段中的成员在内存中从左向右分配， 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。光说不太好理解，我们来看下图：
当然，位段虽然比结构体更节省内存，但其存在跨平台问题，需要谨慎使用。
三、枚举
1.枚举的定义
enum day//星期
{
mon, //默认情况下mon值为0，后面的成员变量的值依次递增
tues,
wed,
thur,
fri,
sat,
sun
};
当然也可以在定义的时候赋值，例如：
enum color//颜色
{
red=1,
green=2,
blue=4
};
2.枚举的优点
我们知道，#define可以定义常量，那为什么要用枚举呢？
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.使用方便，一次可以定义多个常量
既然存在，就有其存在的道理，有些时候#define更方便，有时候枚举更方便，我们要学会合理使用
四、联合（共用体）
1.联合类型的定义
union un //声明
{
char c;
int i;
};
union un un; //定义变量
printf("%d\n", sizeof(un)); //计算共用体的大小
2.联合的特点
联合的成员是共用同一块内存空间的，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;
// 下面输出的结果是一样的吗？
printf("%d\n", &(un.i));
printf("%d\n", &(un.c));
//下面输出的结果是什么？
un.i = 0x11223344;
un.c = 0x55;
printf("%x\n", un.i);
从结果可以看出，i和c的地址是一样的，因为他们共用一块空间，当分别给i、c赋值时，后赋值的c会覆盖之前i的部分值。
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。
例如：
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)); //8，c占5个字节，比i大，最大对齐数位4，需要为4的倍数，所以为8
printf("%d\n", sizeof(union un2)); //16，c占14个字节，最大对齐数为4，所以为16
总结
本篇文章就到这里了，希望能够给你带来帮助，也希望您能够多多关注的更多内容！