小赵的学习笔记
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C语言中的自定义类型（结构体、枚举及联合）

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结构体

结构体是一些值的集合，这些值被称为成员变量，结构的每个成员可以是不同类型的变量。

结构体的声明

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struct piont
{
	int x;
	int y;
}p1;//声明结构体类型，同时定义变量p1

struct point p2;//定义结构体变量p2

struct point p3 = {x, y};//初始化：定义变量同时赋值

struct point* p4;//定义结构体类型指针

结构体在声明的时候可以省略结构体标签（tag），称之为匿名结构体，但很少会用到。
结构体可以使用 \{ \}初始化，但不能用它赋值。

结构体的成员访问

结构体变量访问成员，通过（.）操作符来访问。
例如：

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p1.x = 20;
p1.y = 10;

结构体指针访问指向变量的成员,使用( -> )操作符来访问
例如：

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printf("%d,%d\n", p4->x, p4->y);

结构体可以自引用，但是只能通过包含自身类型的指针这种方式来自引用。

结构体的内存对齐

结构体的内存对齐规则：

  1. 第一个成员在与结构体变量偏移量为 0 的地址处。
  2. 其他成员变量要对齐到某个数字（称之为对齐数）的整数倍地址处。
  3. 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。
  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

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中默认的对齐数值为8。
  • Linux没有默认对齐数，它的默认对齐数等于当前字段的sizeof值。
  • 可以用 #pragma pack ( )来修改默认对齐数，如果括号内不填写数字，则 还原成默认对齐数。

_举例一：_
（VS2013下）

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struct s{
	char a;//1 字节
	int b;//4 字节
	double c;//8 字节
	char d;//1 字节
	short e;//2 字节
};

对于该结构体类型来说，它占据内存空间大小的计算方法是：

  1. 根据第一条规则，对第一个成员变量，它在与结构体变量偏移量为0的地址处，此时算上一个字节。
  2. 根据第二条规则，对第二个成员，它是int类型变量，4个字节，与最大对齐数8相比，4更小，所以该成员的对齐数是4，要放在4的整数倍地址处，此时第一个成员占据的第一个字节之后的三个字节被开辟，在距离结构体变量偏移为4的地址处算四个字节，此时结构体变量有八个字节。
    前两个成员

前两个成员

  1. 根据第二条规则，对于第三个成员，double类型，八个字节，与默认对齐数相等，所以对齐数取8，它放在8的整数倍地址上，即放在距离结构体变量偏移为8的地址处，此时结构体变量有16个字节。
    前三个成员

前三个成员

  1. 根据第二条规则，第四个成员，char类型，一个字节，同上，它的对齐数是 1，所以直接放置即可，此时结构体变量有17个字节
  2. 根据第二条规则，第五个成员，类型是short，两个字节，同上，它的对齐数是2，放在地址是二的整数倍处,即第18个字节处，此时结构体变量为20个字节
    所有成员

所有的五个成员

  1. 根据第三条规则：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，这个结构体的最大对齐数是8，那么它占据的内存应该是八的整数倍，此时20个字节，补齐到24个字节即为八的整数倍
    结构体全貌

所以，在举例一种，该结构体的大小为24个字节。

_举例二：_
求此时struct s2 结构体类型的大小

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struct s{
	char a;
	int b;
	double c;
	char d;
	short e;
};
struct s2{
	char a;
	struct s b;
	char c;
	int d;
};
  1. 根据第一条规则，对第一个成员变量，它在与结构体变量偏移量为0的地址处，此时算上一个字节。
  2. 根据第四条规则，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，结构体s中的最大对齐数是8，那么就要对齐到八的整数倍地址处，此时第一个字节往后开辟七个字节之后，来存放该结构体类型变量，这个结构体类型变量的大小在举例一中计算过，24个字节，所以此时s2为32个字节。
    前两个成员

前两个成员

  1. 根据第二条规则，第三成员是char类型，1个字节，对齐数为1，所以此时结构体s2为33个字节。
  2. 根据第二条规则，第四成员为int类型，四个字节，对齐数为4，对齐到4的整数倍地址处，即第36个字节处，此时结构体大小为40字节。
  3. 根据第三条规则，该结构体各个成员中最大对齐数是八，所以它占据的内存应为八的整数倍，而40正好是八的整数倍，所以不用补齐

所以举例二中结构体类型的大小应为40字节。

位段

位段的声明和结构体类似，但是位段的成员必须是int 、unsigned int或signed int，位段的成员后有一个冒号和一个数字。冒号后的数字是几，就说明前边的成员变量占几个比特位。

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struct A
{
	int a : 1;
	int b : 3;
	int c : 5;
};

枚举

将可能的取值一一列举，即为枚举

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enum season
{
	spring,
	summer,
	autumn,
	winter
};

枚举常量的值默认由0开始依次递增，除非在声明中赋值

联合

该类型定义的变量包含一系列成员，但是这些成员都公用同一块内存空间

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union Un
{
	int a;
	char b;
};

可以用它的特性来判断大小端字节序，例如：

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union Un
{
	int a;
	char b;
};
int main()
{
	union Un s;
	s.a = 0x11223344;
	printf("%x\n", s.b);
	system("pause");
	return 0;
}//输出为44，当前机器为小端字节序。

联合的大小：

  • 联合的大小至少是最大成员的大小
  • 当最大成员的大小不是最大对齐数的整数倍时，要对齐到最大对齐数的整数倍上。
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