一、结构体

结构体可以用来创建新的数据类型，这种数据类型可以把多个其他类型合并成一个整体，采用结构体声明的变量叫做结构变量，结构体需要先声明然后才能使用，声明结构体需要使用struct关键字，结构体声明语句不会分配内存，它可以写在很多地方，使用结构体声明变量的时候需要把struct关键字和结构体名称合并起来作为数据类型使用，结构体变量才真正占有内容，才真正能记录数字。

结构声明：是描述结构如何组合的主要方法。声明就像下面这样

struct book {char title[MAXTITL];char author[MAXAUTL];float value;
};

首先使用关键字 struct，它表示接下来是一个结构。后面是一个可选的标记（book），它是用来引用该结构的快速标记。因此，以后我们就可以这样声明：

struct book library;

它把 library 声明为一个使用book结构设计的结构变量。

在结构声明中，接下来使用一对花括号括起来的结构成员列表。每个成员变量都用它自己的声明来描述，用一个分号来结束描述。

//定义结构体
struct book {char title[MAXTITL];char author[MAXAUTL];float value;
}library;
//初始化结构体
struct book library = {"The Pirate and the Devious Damsel";"Renee Vivotte";1.95;
};

C语言中结构体内部不可以包含函数，初始化结构体变量的时候需要为每一个存储区单独提供初始化数据，这些数，应该写在一对大括号里，如果提供了过多的数据多余的丢掉，数据不够的话补 0，结构体通常不能作为整体使用，一次只能使用其中某一个存储区，可以在结构体变量名称后加  （.） ，然后再加某一部分名称用来表示结构体变量中的某一存储区。例如，library.value 就是指 library 的 value 部分。

结构数组：

声明一个结构数组和声明其他任何类型的数组一样。

struct book library[MAXBKS];

library本身不是结构名，它是元素类型为 struct book 结构的数组名。

标识结构数组的成员：

library[0].value
library[1].title

总结：

library                          //book 结构数组
library[2]                  //数组元素，因此是一个 book 结构
library[2].title        //char 数组 (library[2]的title 成员)
library[2].title[4] //title 成员数组中的一个字符
//嵌套结构
#include <stdio.h>
#define LEN 20
const char * msgs[5] = {"    Thank you for the wonderful evening, ","You certainly prove that a ","is a special kind of guy, We must get togeter","over a delicious ","grilled salmon and have a few laughs"
};struct names {char first[LEN];char last[LEN];
};struct guy {struct names handle;char favfood[LEN];char job[LEN];float income;
};int main (void)
{struct guy fellow = {{"Ewen", "Villard"},"grilled salmon","personlity coach",58112.00};printf ("Dear %s, \n\n", fellow.handle.first);printf ("%s%s. \n", msgs[0], fellow.handle.first);printf ("%s%s\n", msgs[1], fellow.job);printf ("%s\n", msgs[2]);printf ("%s%s%s", msgs[3], fellow.favfood, msgs[4]);if (fellow.income > 150000.0)puts ("!!");else if (fellow.income > 7500.0)puts ("!");else puts (".");printf ("\n%40s%s\n", " ", "See you soon");printf ("%40s%s\n", " ", "Shalala");return 0;
}
输出结果：
Dear Ewen, Thank you for the wonderful evening, Ewen.
You certainly prove that a personlity coach
is a special kind of guy, We must get togeter
over a delicious grilled salmongrilled salmon and have a few laughs!See you soonShalala

指向结构的指针

指针就是用来表示变量地址，结构体指针可以用来记录结构体变量的地址，当一个结构体指针和一个结构体变量捆绑后可以在这个指针后面加 （->），然后再加上某一部分的名称来表示结构体变量内部的某个存储区，同类型的结构体变量之间是可以直接赋值。

声明结构指针：

struct guy {char favfood[20];char job[20];float income;
};
struct guy * him；
//向函数传递结构信息
#include <stdio.h>
#define FUNDLEN 50
struct funds {char bank[FUNDLEN];double bankfund;char save[FUNDLEN];double savefund;
};
double sum (double, double ); //传递结构成员
double sum1 (const struct funds *);  //使用结构地址
double sum2 (struct funds moolah);  //把结构作为参数传递int main (void)
{struct funds stan = {"Garlic-Melon Bank",3024.72,"Lucky`s Saving and Loan",9237.11};printf ("Stan has a total of $%.2f.\n", sum (stan.bankfund, stan.savefund));printf ("Stan has a total of $%.2f.\n", sum1 (&stan));printf ("Stan has a total of $%.2f.\n", sum2 (stan));return 0;
}double sum (double x, double y)
{return (x + y);
}double sum1 (const struct funds * money)
{return (money->bankfund + money->savefund);
}double sum2 (struct funds moolah)
{return (moolah.bankfund + moolah.savefund);
}
输出结果：
Stan has a total of $12261.83.
Stan has a total of $12261.83.
Stan has a total of $12261.83.

typedf关键字

typedef工具是一种高级数据特性，它使你能够为某一类型创建你自己的名字。

参看：typedef和#define的不同之处

typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned char byte; //小写字母
使用BYTE 来定义变量BYTE x, y[10], *z;

该定义的作用域取决于 typedef 语句所在的位置。如果定义是在一个函数内部，它的作用域是局部的，限定在那个函数里。如果定义是在函数外部，它将具有全局作用域。
通常，这些定义使用大写字母，以提醒用户这个类型名称实际上是一个符号缩写。不过，您也可以使用下写字母。
typedef关键字可以用来数据类型起别名，这些别名可以当作数据类型使用，可以把结构体声明语句和起别名语句合并，这时候可以省略结构体名称。

/*结构体演示*/
#include <stdio.h>
typedef struct  //结构体不分配内存
{int age;float height;char name[20];
}PE;
//typedef struct person person;
int main()
{PE person2={23,1.73f,"abcdef"};PE person3={};PE *p_person=NULL;printf("年龄是%d\n",person2.age);   //加.  表示结构体中的某一变量printf("身高是%g\n",person2.height);    //  单精度浮点占位符%gprintf("姓名是%s\n",person2.name); //字符串占位符  %sp_person=&person2;     //指针表示结构体变量地址printf("年龄是%d\n",p_person->age);printf("身高是%g\n",p_person->height);printf("姓名是%s\n",p_person->name);person3=person2;printf("年龄是%d\n",person3.age);   //加.  表示结构体中的某一变量printf("身高是%g\n",person3.height);    //  单精度浮点占位符%gprintf("姓名是%s\n",person3.name); //字符串占位符  %sreturn 0;
}
输出结果：
年龄是23
身高是1.73
姓名是abcdef
年龄是23
身高是1.73
姓名是abcdef
年龄是23
身高是1.73
姓名是abcdef
#include <stdio.h>
typedef struct
{int row,col;
}pt;
pt *midpt(const pt *p_pt1,const pt *p_pt2,pt *p_mid)    //用指针作形参
{p_mid->row=((p_pt1->row)+(p_pt2->row))/2;p_mid->col=((p_pt1->col)+(p_pt2->col))/2;return p_mid;  //用指针作返回值
}
int main()
{pt pt1={},pt2={},mid={},*p_pt=NULL;printf("请输入一个点的位置：\n");scanf("%d%d",&(pt1.row),&(pt1.col));printf("请再次输入一个点的位置：\n");scanf("%d%d",&(pt2.row),&(pt2.col));p_pt=midpt(&pt1,&pt2,&mid);      //指针printf("中间点的位置是(%d,%d)\n",p_pt->row,p_pt->col); printf("中间点的位置是(%d,%d)\n",mid.row,mid.col);return 0;
}
输出结果：
请输入一个点的位置：
12 4
请再次输入一个点的位置：
1 9
中间点的位置是(6,6)
中间点的位置是(6,6)
#include <stdio.h>
#include <string.h>typedef struct
{int n;float m;char name[20];
}Ptr;int main (void)
{Ptr p;//Ptr p = {11, 12.9, "hello"}; strcpy (p.name, "hello");  //注意字符串不能直接赋值p.n = 11;p.m = 12.9;printf ("n = %d, name = %s, m = %g\n", p.n, p.name, p.m);printf ("%d\n", sizeof (Ptr));return 0;
}
输出结果：
n = 11, name = hello, m = 12.9
28

二、联合（union）
联合是一个在同一个存储空间里存储不同类型数据的数据类型。这些存储区的地址都是一样的，联合里不同存储区的内存是重叠的，修改了任何一个其他的会受影响，联合的大小是其中最大部分存储区的大小。

#include <stdio.h>typedef union {char ch;int num;
}UN;int main (void)
{printf ("sizeof (UN) is %d\n", sizeof (UN));return 0;
}
输出结果：
sizeof (UN) is 4


参看：百度百科--union

1. 共用体声明和共用体变量定义
共用体(参考“共用体”百科词条)是一种特殊形式的变量，使用关键字union来定义
共用体(有些人也叫"联合")声明和共用体变量定义与结构体十分相似。其形式为:
union 共用体名{
数据类型 成员名;
数据类型 成员名;
...
} 变量名;

共用体表示几个变量共用一个内存位置，在不同的时间保存不同的数据类型和不同长度的变量。在union中，所有的共用体成员共用一个空间，并且同一时间只能储存其中一个成员变量的值。

下例表示声明一个共用体foo:

union foo{/*“共用”类型“FOO”*/int i;    /*“整数”类型“i”*/char c;   /*“字符”类型“C”*/double k;  /*“双”精度类型“K”*/};

再用已声明的共用体可定义共用体变量。例如，用上面说明的共用体定义一个名为bar的共用体变量, 可写成:
union foo bar;
在共用体变量bar中, 整型变量 i 和字符变量 c 共用同一内存位置。

当一个共用体被声明时, 编译程序自动地产生一个变量, 其长度为联合中最大的变量长度的整数倍。以上例而言，最大长度是double数据类型，所以foo的内存空间就是double型的长度。

union foo/*“共用”类型“FOO”*/
{char s[10];    /*“字符”类型的数组“S”下面有“10”个元素*/int i;        /*“整数”类型i*/
};

在这个union中，foo的内存空间的长度为12，是int型的3倍，而并不是数组的长度10。若把int改为double，则foo的内存空间为16，是double型的两倍。

2. 共用体和结构体的区别
1）共用体和结构体都是由多个不同的数据类型成员组成, 但在任何同一时刻, 共用体只存放了一个被选中的成员, 而结构体的所有成员都存在。
2.）对于共用体的不同成员赋值, 将会对其它成员重写, 原来成员的值就不存在了, 而对于结构体的不同成员赋值是互不影响的。

三、枚举（enum）

可以使用枚举类型声明代表整数常量的符号名称。通过使用关键字 enum，可创建一个新“类型”并指定它可以具有的值（实际上，enum 常量是 int 类型的，因此在使用 int 类型的任何地方都可以使用它）。枚举类型的目的是提高程序的可读性。
计算机用整数0代表枚举类型中第一个名称，后面的名称一次递增，可以在声明枚举类型的时候指定某个名字用某个整数表示（这个时候后面的名字也会随之改变），使用宏可以实现和枚举类似的效果  ，不关心整数就用枚举  关心就用宏。

#include <stdio.h>
typedef enum
{CHUN,XIA = 5,QIU,DONG
}season;  //类型名int main (void)
{printf ("CHUN is %d\n", CHUN);printf ("QIU is %d\n", QIU);return 0;
}
输出结果：
CHUN is 0
QIU is 6


扩展：

关于 typedef 使用可，参看：C语言再学习 -- 关键字struct（转）

这里主要介绍下，枚举与 #define宏的区别

1、#define 宏常量是在预编译阶段进行简单替换。枚举常量则是在编译的时候确定其值。

2、一般在编译器里，可以调试枚举常量，但是不能调试宏常量。

3、枚举可以一次定义大量相关的常量，而 #define 宏一次只能定义一次。

思考两个问题：

1）枚举能做到的事，#define 宏能不能做到？如果能，那为什还需要枚举？

枚举可以自增 1，这样不用每一个值都定义，而宏必须每个值都定义。而且枚举是一个集合，代表一类值，像上面例子的春夏秋冬四季，方便使用，而宏不能形成集合。

2）sizeof (sea) 的值是多少？为什么？

#include <stdio.h>
typedef enum
{CHUN,XIA = 5,QIU,DONG
}Season;  //类型名int main (void)
{Season sea;printf ("sizeof (sea) = %d\n", sizeof (sea));    printf ("sizeof (Season) = %d\n", sizeof (Season));  return 0;
}
输出结果：
sizeof (sea) = 4
sizeof (Season) = 4

因为枚举类型声明代表整数常量，整型是 4 个字节的。再有需要区分 Season 为枚举类型，sea 为枚举变量

四、结构体内存对齐与补齐

一个存储区的地址一定是它自身大小的整数倍（双精度浮点类型的地址只需要4的整数倍就行了)，这个规则也叫数据对齐，结构体内部的每个存储区通常也需要遵守这个规则。数据对齐可能造成结构体内部存储区之间有浪费的字节。

结构体的大小一定是内部最大基本类型存储区大小的整数倍，这个规则叫数据补齐。

这里考虑一个问题，为什么会有内存对齐？

字，双字，和四字在自然边界上不需要在内存中对齐。（对字，双字，和四字来说，自然边界分别是偶数地址，可以被 4 整除的地址，和可以被 8 整除的地址。）无论如何，为了提高程序的性能，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；然而，对齐的内存访问仅需要一次访问。
一个字或双字操作数跨越了 4 字节边界，或者一个四字操作数跨越了 8 字节边界，被认为是未对齐的，从而需要两次总线周期来访问内存。一个字起始地址是奇数但却没有跨越字边界被认为是对齐的，能够在一个总线周期中被访问。某些操作双四字的指令需要内存操作数在自然边界上对齐。如果操作数没有对齐，这些指令将会产生一个通用保护异常。双四字的自然边界是能够被 16 整除的地址。其他的操作双四字的指令允许未对齐的访问（不会产生通用保护异常），然而，需要额外的内存总线周期来访问内存中未对齐的数据。缺省情况下，编译器默认将结构、栈中的成员数据进行内存对齐。编译器将未对齐的成员向后移，将每一个都成员对齐到自然边界上，从而也导致了整个结构的尺寸变大。尽管会牺牲一点空间（成员之间有部分内存空闲），但提高了性能。

#include <stdio.h>
typedef struct
{char ch;int num;char ch1;
}str;int main (void)
{printf ("sizeof (str) is %d\n", sizeof (str));return 0;
}
输出结果：
sizeof (str) is 12


再有、如何避免内存对齐的影响？

写结构体的时候按照从小到大的顺序写，既达到提高性能的目的，又能节约一点空间

#include <stdio.h>
typedef struct
{char ch;   //1个字节char ch1;int num; //4个字节
}stru1;int main (void)
{printf ("sizeof (stru1) = %d\n", sizeof (stru1));return 0;
}
输出结果：
sizeof (stru1) = 8


参看：C语言的字节对齐及#pragma pack的使用

#pragma pack (整数n)，表示按照整数n倍进行补齐和对齐

使用伪指令#pragma pack (n)，编译器将按照n 个字节对齐；
使用伪指令#pragma pack ()，取消自定义字节对齐方式。
注意：如果#pragma pack (n)中指定的n 大于结构体中最大成员的size，则其不起作用，结构体仍然按照size 最大的成员进行对界。

[cpp] view plaincopy
  1. //设置结构体的对齐和补齐方式
  2. #include <stdio.h>
  3. //设置结构体按照2的整数倍进行对齐补齐
  4. #pragma pack(2) //8
  5. //#pragma pack(1) //6
  6. //#pragma pack(3) //error
  7. //char short int long int  long long
  8. int main(void)
  9. {
  10. struct S
  11. {
  12. char c1;
  13. int i;
  14. char c2;
  15. };
  16. printf("sizeof(struct S) = %d\n",sizeof(struct S));//12
  17. return 0;
  18. }
  19. 输出结果：
  20. sizeof(struct S) = 8

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