在我们学习C语言的时候，有几个自定义类型需要我们掌握，那么我也是根据自己的学习来分享一下自己的理解。希望与大家互相学习，共同进步！

文章目录

一：结构体
- 1.1：结构体的基础知识
- 1.2：结构的声明
- 1.3:特殊的声明
- 1.4:结构体的自引用
- 1.5：结构体变量的定义和初始化
- 1.6: 结构体内存对齐
- 1.7：修改默认对齐数
- 1.8：结构体传参
二：位段
- 2.1：什么是位段
- 2.2：位段的内存分配
- 2.3:位段的跨平台问题
三：枚举
- 3.1：枚举类型的定义
- 3.2：枚举的优点
- 3.3：枚举的使用
四：联合（共用体）
- 4.1联合类型的定义
- 4.2 联合的特点
- 4.3：联合大小的计算

一：结构体

1.1：结构体的基础知识

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

1.2：结构的声明

struct tag
{member-list；
}variable-list；//全局变量

例如描述一个学生：

struct Stu
{char name[20];//mingziint age;//nianlinchar sex[2];//xingbiechar id[20];//xuehao

1.3:特殊的声明

在声明结构体的时候。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;

上面的两个结构体在声明的时候都省略掉了结构体标签（tag）。

那么问题来了？
p = &x; 合法吗？

警告：编译器会把上面两个声明当成完全不同的两个类型，所以是非法的。

1.4:结构体的自引用

在结构体中包含一个类型为该结构体本身的成员是否可以呢？

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

这种自引用是不可行的！
下面是正确的自引用方式：

struct Node
{int data；struct Node * next;//结构体的指针类型
};

1.5：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全局变量p1；struct Point p2;//定义结构体变量p2；//初始化：定义变量的同时赋初值、
struct Point p3 = {x, y};

1.6: 结构体内存对齐

我们已经掌握了结构体的基本使用，那么我们现在来讨论结构体的大小

int main()
{struct s1{char c1;int i;char c2;};printf("%d\n", sizeof(struct s1));//12struct s2{char c1;char c2;int i;};printf("%d\n", sizeof(struct s2));//8struct s3{double d;char c;int i;};printf("%d\n", sizeof(struct s3));//16struct s4{char c1;struct s3 S3;int i;};printf("%d\n", sizeof(struct s4));//32system("pause");return 0;
}

如何计算结构体大小？
首先得掌握结构体的对齐规则：

1：第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
2：其他成员变量要对齐到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）
3：结构体的总大小为最大对齐数的整数倍。
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（包括嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

为什么要存在内存对齐？
总的来说是：结构体的内存对齐是拿空间换取时间的做法！
那么在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间**，那么就让占用空间小的成员尽量集中在一起。**

1.7：修改默认对齐数

之前我们见过了#pragma这个预处理指令，我们再次使用，可以改变我们的默认对齐数。

#pragma pack(8)
struct s1
{char c1;int i;char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认！#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1
struct s2
{char c1;int i;char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认！int main()
{//输出的结果是什么printf("%d\n", sizeof(struct s1));//12printf("%d\n", sizeof(struct s2));//6system("pause");return 0;
}

结论：结构在对齐方式不合适的时候，我们可以自己更改默认对齐数。

1.8：结构体传参

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

上面的print1 和print 2 函数哪个好些？
答案是：首选print2 函数

原因：函数传参的时候，参数是需要压栈的，会有时间和空间上的系统开销。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较大，导致性能的下降。

结论：结构体传参的时候，要传结构体的地址。

二：位段

2.1：什么是位段

位段的声明和结构是类似的，有两个不同：

位段的成员必须是int,unsigned int , 或 signed int, short。
位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。

比如：

struct A
{int a : 2;int b : 5;int c : 10;int d : 30;
};
int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct A));//8system("pause");return 0;
}

A就是一个位段类型，那位段的大小是多少？
理解：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，成员后面的数字代表所需要的bit位大小。

2.2：位段的内存分配

位段的成员可以是int，unsigned int，signed int，或者 char(属于整型家族)类型。
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。
位段涉及很多不确定因素，位段是不跨平台的，注重可移植的程序应该避免使用位段。

//一个例子
struct S
{char a:3;char b:4;char c:5;char d:4;
};
struct S s = {0};
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;

空间是如何开辟的？

2.3:位段的跨平台问题

int 位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的。
位段中最大位的数目是不能确定的。（16位机器最大16，32位机器最大32）。
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。
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。

总结：跟结构相比，位段可以达到相同的效果，但是可以很好的节省空间，但是又有跨平台的问题存在。

三：枚举

枚举顾名思义就是举例，把可能的取值列举。

3.1：枚举类型的定义

enum Day
{Mon,Tues,Wed,Thur,Fri,Sat,Sun
};enum Sex
{MALE,FEMALE,SECRET
};

以上定义的enum Day，enum Sex，都是枚举类型。{}中的内容是枚举类型的可能取值，也叫枚举常量。这些默认取值是有值的。默认从0开始，依次递增1，当然在定义的时候也可以赋初值。
例如：

enum Color
{red = 1,Green = 2,Blue = 4
};

3.2：枚举的优点

我们可以使用#define定义常量，为什么非要使用枚举？
枚举的优点：

增加代码的可读性和可维护性。
和#define定义的标识符比较，枚举有类型检查，更加严谨。
防止了命名污染（封装）。
便于调试。
使用方便，一次可以定义多个常量。

3.3：枚举的使用

enum Color
{Red = 1,Green = 2,Blue = 4
};int main()
{enum Color clr = Green;system("pause");return 0;
}

注意：只能使用枚举常量给枚举变量赋值，才不会出现类型的差异。

四：联合（共用体）

4.1联合类型的定义

联合也是一种特殊的自定义类型，这种类型定义的变量也包含一系列成员，特征是这些成员公用同一块空间。

union Un
{char c;int i;
};
int main()
{union Un un;//联合变量的定义printf("%d\n", sizeof(un));//计算联合变量的大小system("pause");return 0;
}

4.2 联合的特点

联合的成员是共用同一块内存的空间，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
{char c;int i;
};
int main()
{union Un un;printf("%d\n", &(un.i));printf("%d\n", &(un.c));system("pause");return 0;
}

4.3：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时，就要对齐到最大对齐数的整数倍。

union Un1
{char c[5];int i;
};
union Un2
{char c[7];int i;
};
int main()
{printf("%d\n", sizeof(union Un1));//大小是8printf("%d\n", sizeof(union Un2));//大小是16system("pause");return 0;
}

我们以上对结构体，位段，联合，枚举这几种自定义类型做出了基础层面上的解读，如果各位看官有收获的话还希望给个三连支持一波，有什么意见或者建议也请评论区指出，谢谢大家！

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