开发笔记:C语言结构体，枚举，共用体

1&＃xff09;结构体

//例&＃xff1a;一个描述学生的结构体
struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年龄
char sex[5];//性别
char id[20];//学号
};


匿名结构体

//例1:
struct
{
int a;
char b;
float c;
}x;
//例2:
struct
{
int a;
char b;
float c;
}a[20], *p;


1. 在这里我们会认为p &＃61; &x;没有问题&＃xff0c;但是编译器会将两个声明当成完全不同的两个类型&＃xff0c;是非法的
2. 匿名结构体创建后只能用一次

结构的自引用

错误的自引用(会造成死递归)&＃xff1a;

struct N
{
int a;
struct N n;
};


在线性数据结构中有顺序表和链表&＃xff0c;顺序表及连续存放数据的空间&＃xff0c;
但令一种方式在内存中的存放没有规律&＃xff0c;但是通过将结构体分为数据域和指针域&＃xff0c;指针域及为下一个结构体的地址&＃xff0c;只要知道第一个数据就可以得到之后的数据&＃xff0c;这就是链表&＃xff0c;如图

正确的自引用(包含同类型的结构体指针&＃xff0c;而不是变量)&＃xff1a;

struct Node
{
int a;
struct Node* next;
};


注意&＃xff0c;以下代码&＃xff1a;

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


上面代码错误 执行会先创建Node* next变量才会去typedef

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


结构体变量的定义和初始化
结构体嵌套初始化

struct Node
{
int data;
struct Point p;
struct Node* next;
}n1 &＃61; {10, {4,5}, NULL};
struct Node n2 &＃61; {20, {5, 6}, NULL};//结构体嵌套初始化


结构体内存对齐
例&＃xff1a;

struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
printf("%d\\n", sizeof(struct S3));
//练习4-结构体嵌套问题
struct S4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
}
printf("%d\\n", sizeof(struct S4));
打印 16 32


计算结构体的大小

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&＃xff08;对齐数&＃xff09;的整数倍的地址处。
3. 对齐数 &＃61; 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值
4. VS中对齐数默认的值为8,Linux无规定
5. 结构体总大小为最大对齐数&＃xff08;每个成员变量都有一个对齐数&＃xff09;的整数倍。
6. 如果嵌套了结构体的情况&＃xff0c;嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处&＃xff0c;结构体的整体大小就是所有最大对齐数&＃xff08;含嵌套结构体的对齐数&＃xff09;的整数倍。

为什么存在内存对齐?

1. 平台原因(移植原因)&＃xff1a; 不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的&＃xff1b;某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据&＃xff0c;否则抛出硬件异常。
2. 性能原因&＃xff1a; 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&＃xff0c;为了访问未对齐的内存&＃xff0c;处理器需要作两次内存访问&＃xff1b;而对齐的内存访问仅需要一次访问

为了要满足对齐&＃xff0c;又要节省空间&＃xff0c;在设计结构体的时候&＃xff0c;让占用空间小的成员尽量集中在一起
S1和S2类型的成员一模一样&＃xff0c;但是S1和S2所占空间的大小有区别

//例如&＃xff1a;
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};


或者我们可以修改默认对齐数

#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数&＃xff0c;还原为默认


结构体传参

//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); //传地址
return 0;
}


函数传参的时候&＃xff0c;参数是需要压栈&＃xff0c;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&＃xff0c;结构体过大&＃xff0c;参数压栈的的系统开销比较大&＃xff0c;所以会导致性能的下降
所以 结构体传参的时候&＃xff0c;要传结构体的地址

位段

1.位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int ,char(整形家族)。
2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。

位段的内存分配&＃xff1a;

1. 位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char &＃xff08;属于整形家族&＃xff09;类型
2. 位段的空间上是按照需要以4个字节&＃xff08; int &＃xff09;或者1个字节&＃xff08; char &＃xff09;的方式来开辟的
3. 位段涉及很多不确定因素&＃xff0c;位段是不跨平台的&＃xff0c;注重可移植的程序应该避免使用位段

位段的跨平台问题&＃xff1a;

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&＃xff08;16位机器最大16&＃xff0c;32位机器最大32&＃xff0c;写成27&＃xff0c;在16位机器会出问题&＃xff09;
3. 位段中的成员在内存中从左向右分配&＃xff0c;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&＃xff0c;第二个位段成员比较大&＃xff0c;无法容纳于第一个位段剩余的位时&＃xff0c;是舍弃剩余的位还是利用&＃xff0c;这是不确定的

例&＃xff1a;

struct S
{
char a:3;
char b:4;
char c:5;
char d:4;
};
struct S s &＃61; {0};
s.a &＃61; 10;
s.b &＃61; 12;
s.c &＃61; 3;
s.d &＃61; 4;


a&＃xff1a;10&＃xff1a;二进制&＃xff1a;01010
b&＃xff1a;12&＃xff1a;二进制&＃xff1a;01100
c&＃xff1a;3&＃xff1a; 二进制&＃xff1a;00011
d&＃xff1a;4&＃xff1a; 二进制&＃xff1a;00100

2&＃xff09;枚举

枚举类型大小和int一样占4个字节
例&＃xff1a;性别枚举

enum sex
{
male,
female,
secret
}


使用&＃xff08;只能拿枚举常量给枚举变量赋值&＃xff0c;才不会出现类型的差异&＃xff09;

enum sex linda &＃61; female;


限定female来自于sex&＃xff0c;加上限定符&＃39;::&＃39;

enum sex linda &＃61; sex::female;


这些可能取值都是有值的&＃xff0c;默认从0开始&＃xff0c;一次递增1&＃xff0c;当然在定义的时候也可以赋初值

枚举相对于#define的优点

如&＃xff1a;#define N 5
#define是在预编译阶段直接将N替换为5(不便于调试)

1. 增加代码的可读性和可维护性
2. 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查&＃xff0c;更加严谨
3. 防止了命名污染&＃xff08;封装&＃xff09;
4. 便于调试
5. 使用方便&＃xff0c;一次可以定义多个常量

3&＃xff09;联合(共用体)