关于结构体，枚举，联合的一些知识

首先我们来看一下什么是结构体

通俗来说，结构体便是各种类型的集合。

接下来便是各处所代表的含义了

例如，我们现在来描述一个人。

其中name，age，sex，addr，phone都是描述一个人的元素。记得不要忘记最后的分号噢

但其实，结构体声明的时候也可以省去标签，直接用struct进行声明，这种类型叫做匿名结构体类型。

请看下图:>

像这种直接省去标签的结构体类型比较特殊，但其中也有注意的点。

匿名结构体类型在创建变量的时候只能在这个位置创建:

2.请看以下代码:>

struct
{int i;char a;double c;
}a;struct
{int i;char a;double c;
}*p;int main()
{p = &a;return 0;
}

我们看到，这两个匿名结构体的成员变量是一模一样的，我们以此创建了一个变量a，和一个指针p，如果我们想要用p来存放a变量的地址的话，用p = &a，其实是非法的，我们编译这个代码后，编译器会报一个警告:

因此我们要避免出现上述代码的情况。

我们在学习函数时，曾经介绍过函数可以自己调用自己，也即函数的递归，那么结构体是否也能自己调用自己呢？，这就是我们要介绍的，结构体的自引用

结构体的自引用

首先请看以下代码:>

struct stu
{int age;char name[20];struct stu s;
};

像以上这种在结构体成员中包含自己类型的变量，可不可行呢？，如果可行的话，请说出以下代码的结果:>

struct stu
{int age;char name[20];struct stu s;
};int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct stu));return 0;
}

是否已经感觉到不对劲了呢？如果这段代码能跑起来的话，结果也应该为无穷大。

我们在vs环境中编译这段代码的话，你也会发现是跑不过去的。

正确的结构体自引用如下代码所示:>

struct stu
{int age;char name[20];struct stu*s;
};int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct stu));return 0;
}

即在结构体成员中定义一个自己类型的结构体指针,我们让程序跑起来的话，结果为:>

(此处结构体大小的计算我们将会在后文介绍到)

结构体与typedef的一些联名

typedef为类型重命名的关键字，它同样适用于对结构体类型的重命名，以此来帮助我们更好的将代码简洁，明亮。

首先我们来看一下其基本模板:>

上图中，我们已经把struct student类型重命名为stu，因此，可以这样创建一个结构体变量

typedef struct student
{int age;
}stu;int main()
{stu s2 = { 0 };return 0;
}

在上面的代码中，我们用stu成功定义了一个结构体变量s2.

但是！在这个时候可能有些同学会说，那可不可以把代码写成这样呢？

即在结构体成员中率先使用stu创建一个变量s1，我们编译一下程序，会得到以下结果:>

编译器会报错。

那是因为，重命名的stu是在下图的方式开始起作用的:>

因此，编译器也就不认识stu这个标识符了。

结构体的定义和初始化

既然我们已经基本认识了结构体，接下来请观看结构体是如何定义和初始化的

最基本的两种方式如下所示:>

struct stu
{int age;char name[20];
}s1;int main()
{struct stu s2;return 0;
}

在这里我们定义了两个变量，一个是s1，一个是s2，它们分别的区别为:>

此外，在定义结构体变量的同时还可以对其初始化:

这里初始化的方式就和数组有点类似了，即用一个大括号来对其初始化。

有时候我们会遇到这种情况，即在结构体成员中又有另外一个结构体，那么我们应该如何初始化呢，请看下图

那我们在初始化时，只需要在大括号中再套一个大括号即可，即:>

里头的大括号完成的是对s1的初始化。

接下来便是有点小重要的部分，那便是结构体的内存对齐

结构体内存对齐

首先我们来看一下以下这段代码

struct test
{char a;int age;char b;
};int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct test));return 0;
}

我曾经也认为这个结果时6个字节，但是，程序运行起来之后，得到的结果为:>

这是因为存在内存对齐现象，以下图将是对该代码的讲解:>

这里我们来了解一下对齐数应该如何计算。

举例:>

同理，变量age 和 b变量的对齐数为4， 1；请看下图

这样的话，我们就能将刚才的age和b变量放置在内存中了

黄色的区域就是age变量所占的区域，因为其对齐数为4，所以其要对齐到4的倍数处的地址处。1处便是b变量所占的区域，毕竟1是任何数字的倍数嘛。

此时，结构体所占的字节大小为:>

这个时候就有同学说了，此时结构体大小所占的内存空间不是9吗，实则不然，这里我们引出第三条规则:>

这里又引申出了最大对齐数的概念，大伙还记得我们在上面所算的对齐数吗，

最大对齐数即这些对齐数中最大的那个数，因此，在此处，最大对齐数为4，结构体的总大小为4的倍数，因此，请看下图

这样的话，结构体的总大小就为12了，划×的部分是内存对齐而浪费掉的内存。

再来看下面这个例子

struct test1
{char a;int age;char b;
};struct test2
{char c;struct test1 s1;char d;double e;
};int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct test2));return 0;
}

在一个结构体变量有其他结构体变量成员时，该如何计算呢，这里的话，我们引申出第四条规则:>

同样的，我们来计算test2的大小。

首先，便是第一个成员防止在0偏移处的位置。

其次，第二个成员因为为结构体成员，因此，其对齐到其最大对齐数的整数倍处，又因为上面计算出了其最大对齐数为4，因此从偏移处为4的地方开始:>

其占用的内存空间为12个字节，这里我们上面已经计算过。

再然后，就是成员d了，成员d的对齐数为1，因此其对齐到16偏移处即可：

再接来就是最后一个成员变量e，其自身大小为8字节，vs默认编译器为8字节，因此其对齐数为8字节，其对齐到8字节的整数倍处:

粉色部分就是成员变量e所占的空间。

接下来是计算结构体类型的总大小，因为该结构体包含一个结构体变量，因此，其对齐到所有最大对齐数的整数倍，

因此，所有的最大对齐数最大为8，结构体的总大小要对齐到8的倍数的偏移处。

此处刚刚好占用内存空间为32，为8的整数倍，因此，结果为32，我们让程序运行起来，结果为:>

修改默认对齐数

我们可以通过 #pragma pack() 预处理指令来修改默认对齐数。

例如

#pragma pack(4) // 修改默认对齐数为4struct test1
{char a;int age;char b;
};#pragma pack() // 取消我们所设置的默认对齐数，还原为默认

位段

既然已经讲完了结构体，那就不得不谈一下结构体实现位段的能力

首先我们先来见识一下位段:>

struct A
{int a : 4;int b : 2;int c : 4;
};

那么A就是一个位段类型，要注意的是，位段的成员的类型只能是int、unsigned int或signed int。

请看下面以下这段代码，该代码运行的结果是什么?


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

我们让程序运行起来，得到的结果将会是:>

那么是如何计算的呢，请看下图:>

其次便是使用位段要注意的点:>

1.位段的成员可以是int unsigned int signed int 或者是char (属于整形家族)类型
2.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。
3.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。

枚举

枚举，按照字面意思来说，就是一一列举，把所有可能的值一一列出来

例如我们的一周:>

enum day
{MONDAY,TUESDAY,WENSDAY,THURSDAY,FRIDAY,SATURDAY,SUNDAY
};

又如我们的性别:>

enum sex
{MALE,FEMALE,SECRET
};

上述的定义的两种枚举类型day，和sex 中的可能取值都是有值的，让我们来看看它的值为多少

也即:>

也即说明了这些可能取值是有值的，并且从0开始。

当然，我们在定义的时候也能给它赋初值，例如:>

enum Color//颜色
{RED,GREEN = 7,BLUE
};

这样的话，RED的值依然为0，但GREEN的值变为7，BLUE的值为8。

接下来便是枚举的使用了。例如:>

enum Color//颜色
{RED,GREEN = 7,BLUE
};int main()
{enum Color s1 = BLUE;return 0;
}

同时，还有其他用途，本人最常用的是用在这种情况

即在这种有菜单的情况下，通过枚举能够更加让读者更加清楚的了解代码.

联合的相关知识

联合是一种特殊的自定义类型，这种类型定义的变量包含一系列成员，但是这些成员共用一块空间，因此联合体也被称为共用体。

接下来请看以下代码:>

union un
{char a;int b;
};

这便是联合体最基本的样子了。

接下来，我们观看一段代码:>

union un
{char a;int b;
};int main()
{printf("%d\n", sizeof(union un));return 0;
}

它的结果是什么呢?，答案是4

要知道，联合体是共用一块内存块的，因此，联合体大小最小也是成员变量中最大的那个数。在此处，b变量为4个字节，因此总体的大小为4个字节。

但是为什么要强调最小呢？因为联合体也存在对齐的情况，即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。

请看下面这段代码:>

union un
{char a[5];int b;
};int main()
{printf("%d\n", sizeof(union un));return 0;
}

这一段代码的结果是8，那是因为:>