自定义类型——结构体、枚举、联合

一、结构体

我们知道，数组是将相同类型的元素放在一起；类似于数组，结构体是将相同或不同的元素放在一起。

eg：

struct example       //example是结构体名，可以省略，但不建议省略{                          //{}内部的是结构体成员int a;char c;float b[10];}x,*p,arr[10];          //x是结构体变量,p是结构体指针，arr[10]是结构体数组

结构体变量的定义与初始化：

eg：（定义）

struct A{int a;char b;}x;//声明类型的同时定义变量xstruct A x;//定义结构体变量x

eg：（初始化）

struct A{int a;char b;}x = {0,'a'};//声明类型的同时定义变量x的同时初始化struct A x = {1,'a'};//定义结构体变量x的同时初始化

注：结构体变量不能整体赋值，但可以整体初始化。
访问方式：

1）点操作符：

x.a = 10;

2）结构体指针：

p->b[1] = 10.3;(*p).c = 'a';

结构体的自引用：

正确的引用方式是：

struct example{int a;char b;struct example *next;//结构体内部不能包含其本身，但可以包含其指针};

若为：

struct example{int a;char b;struct example next;//无法编译通过};

则无法编译通过，因为结构体大小不明确，不清楚要给该结构体开辟多大的内存空间；所以可以改为上述正确的引用方式——使用指针，指针占4个字节，明确了开辟内存空间的大小。

结构体的不完整声明：

struct A{int _a;struct B* bb;};struct B{int _b;struct A* aa;};

以上代码在结构体A中引用结构体B时，还未定义结构体B。所以在引用前应该先声明，如下：

struct B;struct A{int _a;struct B* bb;};struct B{int _b;struct A* aa;};

结构体地址：

观察下面代码的运行结果：

struct example{int a;char c;float b[10];}x,*p;int main(){printf("%#p\n", &x);printf("%#p\n", &(x.a));system("pause");return 0;}

我们可以得出，结构体的地址与第一个元素的地址相同。

在观察下面的代码运行结果：

struct example{char c;int a;char d;float b[10];}x,*p;int main(){printf("%#p\n", &(x.c));printf("%#p\n", &(x.a));printf("%#p\n", &(x.d));printf("%#p\n", &(x.b));system("pause");return 0;}

可以得出结论，与数组的地址不一样，结构体的成员的地址不一定连续，但是是由低到高的。

结构体的内存对齐：

既然我们观察出结构体与数组不同，在内存中不是连续存放的，那么原因是什么？

答：因为结构体的内存对齐

那么什么是内存对齐？为什么要有内存对齐呢？

内存对齐的原因：为了提升效率（以空间换时间）

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

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。
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中的默认值为4
3. 结构体总大小为最大对齐数（每个成员变量除了第一个成员都有一个对齐
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。

结构体的最大对齐数=其内部成员的最大对齐数

结构体传参：

struct A{int a;char b;}x = { 10, 'a' };void fun1(struct A s)              //结构体传参{printf("%d\n", s.a);}void fun2(struct A* s)             //结构体指针传参{printf("%d\n", (*s).a);}int main(){fun1(x);fun2(&x);system("pause");return 0;}

上述两种传参方式都是正确的，那么应该选用哪种呢？

答：函数传参的时候，不会像数组一样，发生降级现象。而参数是需要压栈的，如果传递一个结构体对象的时候，结构体过大，参数压栈的的系统开销比较大，会导致性能的下降 。所以应尽量使用结构体指针传参。
二、位段

位段的定义与声明与结构体类似，但成员必须是整型家族类型（int，long，short，unsigned int，char等）且成员变量后要有一个冒号和数字，具体如下：

struct A{int a : 3;    //使用一个整形的3个比特位，取名为aint b : 6;int c : 10;int d : 30;};

位段的内存分配：
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。eg：

注：位段溢出时不会影响其它位；

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
三、枚举

定义：（例如）

enum color{red,yellow,white,black,green};

enum color clr = yellow;//定义一个枚举变量，并赋初值。注：只能枚举常亮给枚举变量赋值，才不会出现类型的差异

{}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。（如下所示）

int main(){printf("%d\n", red);printf("%d\n", yellow);printf("%d\n", white);printf("%d\n", black);printf("%d\n", green);system("pause");return 0;}

当然在定义的时候也可以赋初值 ；
四、联合（共用体）
声明与定义类似于数组：

union Un{int a;char b;};union Un x;//定义一个联合体变量

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 
打印上面定义的联合体变量的地址：

int main(){printf("%d\n", &(x.a));printf("%d\n", &(x.b));system("pause");return 0;}

发现它们的地址是一样的，说明它们共用一块内存空间。

计算联合体的大小：

1）联合的大小至少是最大成员的大小。
2）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：

应用：（判断当前计算机是大端还是小端）

union Un{int a;char b;};union Un x;//定义一个联合体变量int main(){//下面输出的结果是什么？x.a = 0x11223344;x.b = 0x55;printf("%x\n", x.a);      //若x.b放在x.a的地位地址处，及输出结果为0x11223355时，该计算机为小端system("pause");return 0;}