自定義類型：結構體+枚舉+聯(lián)合

自定義類型：結構體，枚舉，聯(lián)合
一、結構體
1.結構體的聲明
struct Stu
{
char name[20]; //名字
int age; //年齡
char sex[5]; //性別
char id[20]; //學號
}； //分號不能丟
注：
（1）C語言中結構體成員不能為空，C++中可以；
（2）沒有名字的結構體稱為“匿名結構體”，不建議出現(xiàn)這樣的結構體；
（3）有幾個結構體聲明就有幾種結構體類型，即使成員一模一樣，兩個結構體仍然不同。
2.結構體的自引用
直接在結構體中嵌套自身結構體作為成員在某些操作時無異于“死循環(huán)”，例如sizeof(結構體)，將無法運算。正確的自引用是用自身結構體指針作為結構體成員，如下：
（1）struct Node
{
int data;
struct Node next;
};
（2）typedef struct Node
{
int data;
struct Node next;
}Node;

3.結構體變量的定義和初始化
struct Point
{
int x;
int y;
}p1; //聲明類型的同時定義變量p1
struct Point p2; //定義結構體變量p2

//初始化：定義變量的同時賦初值。
struct Point p3 = {x, y};
struct Stu ? ? ? ?//類型聲明
{
char name[15];//名字
int age; ? ? ?//年齡
};
struct Stu s = {"zhangsan", 20};//初始化
注：結構體和數(shù)組一樣，可以整體初始化，但不能整體賦值！

struct Node
{
int data;
struct Point p;
struct Node* next;
}n1 = {10，{4，5}，NULL}； //結構體嵌套初始化
struct Node n2 = {20, {5, 6}, NULL}; //結構體嵌套初始化

4.結構體內存對齊
對齊：待放入變量的起始偏移量能整除對齊數(shù)就稱為“對齊”。
注：編譯器沒有默認對齊數(shù)

（1）為什么存在內存對齊?
大部分的參考資料都是如是說的：
①平臺原因(移植原因)： 不是所有的硬件平臺都能訪問任意地址上的任意數(shù)據(jù)的；某些硬件平臺只能在某些地址處取某些特定類型的數(shù)據(jù)，否則拋出硬件異常。
②性能原因： 數(shù)據(jù)結構(尤其是棧)應該盡可能地在自然邊界上對齊。 原因在于，為了訪問未對齊的內存，處理器需要作兩次內存訪問；而對齊的內存訪問僅需要一次訪問。

（2）結構體的對齊規(guī)則：
<1>第一個成員在與結構體變量偏移量為0的地址處。
<2>其他成員變量要對齊到某個數(shù)字（對齊數(shù)）的整數(shù)倍的地址處。
<3>結構體總大小為最大對齊數(shù)（每個成員變量都有一個對齊數(shù)）的整數(shù)倍。
<4>如果嵌套了結構體的情況，嵌套的結構體對齊到自己的最大對齊數(shù)的整數(shù)倍處，結構體的整體大小就是所有最大對齊數(shù)（含嵌套結構體的對齊數(shù)）的整數(shù)倍。

總體來說：結構體的內存對齊是拿空間來換取時間的做法。
在設計結構體的時候，我們既要滿足對齊，又要節(jié)省空間的做法是：讓占用空間小的成員盡量集中在一起。

（3）練習
//練習1
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1)); //輸出結果：12（最大對齊數(shù)為4）
//練習2
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2))； //輸出結果：8（最大對齊數(shù)為4）
//練習3
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3))； //輸出結果：16（最大對齊數(shù)為8）
//練習4-結構體嵌套問題
struct S4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
}；
printf("%d\n", sizeof(struct S4))； //輸出結果：32（最大對齊數(shù)為8）

（4）修改對齊數(shù)
#pragma pack(1) //設置默認對齊數(shù)為1
struct S2
{
char c1;
int i;
char c2;
};
#pragma pack() //取消設置的默認對齊數(shù)，還原為默認
注：修改的對齊數(shù)只能設置為2的n次方，操作時每個變量的對齊數(shù)都是取其自身對齊數(shù)和設置對齊數(shù)中較小的值。

5.結構體傳參——建議傳結構體指針
（1）函數(shù)傳參的時候，參數(shù)是需要壓棧，會有時間和空間上的系統(tǒng)開銷。
（2）如果傳遞一個結構體對象的時候，結構體過大，參數(shù)壓棧的的系統(tǒng)開銷比較大，所以會導致性能的下降。

6.位段
位段的聲明和結構體是類似的，有兩個不同：
（1）位段的成員必須是 int、unsigned int 或signed int；
（2）位段的成員名后邊有一個冒號和一個數(shù)字。
例如：A就是一個位段類型
struct A
{
int _a:2;
int _b:5;
int _c:10;
int _d:30;
}；
注：后面的數(shù)字表示該變量會占用所開辟空間的比特位數(shù)，比特位的權值大小是未知的，字節(jié)內部其比特位的權值大小與硬件有關。
printf("%d\n", sizeof(struct A))； //位段A的大小為8字節(jié)（壓縮存儲原則）

位段的跨平臺問題：
（1）int 位段被當成有符號數(shù)還是無符號數(shù)是不確定的；
（2）位段中最大位的數(shù)目不能確定；（16位機器最大16，32位機器最大32，寫成27，在16位機器會出問題）
（3）位段中的成員在內存中從左向右分配，還是從右向左分配標準尚未定義；
（4）當一個結構包含兩個位段，第二個位段成員比較大，無法容納于第一個位段剩余的位時，是舍棄剩余的位還是利用，這是不確定的。

二、枚舉（顧名思義就是列舉，把可能的取值一一列舉）
1.枚舉類型的定義
enum Day //星期
{
Mon,
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun
}； //{}中的內容是枚舉類型的可能取值，也叫枚舉常量
注：這些可能取值都是有值的，默認從0開始，依次遞增1，當然在定義的時候也可以賦初值，其后依次遞增。
2.枚舉的優(yōu)點
（1）增加代碼的可讀性和可維護性；
（2）和#define定義的標識符比較枚舉有類型檢查，更加嚴謹；
（3）防止了命名污染（封裝）；
（4）便于調試；
（5）使用方便，一次可以定義多個常量。
3.枚舉的使用
enum Color //顏色
{
RED=1,
GREEN=2,
BLUE=4
};
enum Color clr = GREEN; //只能拿枚舉常量給枚舉變量賦值，才不會出現(xiàn)類型的差異

三、聯(lián)合（共用體）
聯(lián)合也是一種特殊的自定義類型，這種類型定義的變量也包含一系列的成員，特征是這些成員共用同一塊空間（所以聯(lián)合也叫共用體）。

1.聯(lián)合的聲明和定義
//聯(lián)合類型的聲明
union Un
{
char c;
int i;
};
//聯(lián)合變量的定義
union Un un;
//計算聯(lián)合變量的大小
printf("%d\n", sizeof(un));
2.聯(lián)合的特點
聯(lián)合的成員是共用同一塊內存空間的，這樣一個聯(lián)合變量的大小，至少是最大成員的大小（因為聯(lián)合至少得有能力保存最大的那個成員）。
聯(lián)合體中所有的變量共享空間，故可理解為每個成員都是第一個成員。
應用：判斷當前計算機的大小端存儲(部分代碼)
union Un
{
int i;
char c;
};
int main()
{
union Un obj;
obj.i=0;
obj.c=1;
printf("%d\n",obj.c);
} //輸出為1則是小端，輸出為0則是大端
3.聯(lián)合大小的計算（聯(lián)合也要考慮內存對齊）
（1）聯(lián)合的大小至少是最大成員的大小。
（2）當最大成員大小不是最大對齊數(shù)的整數(shù)倍的時候，就要對齊到最大對齊數(shù)的整數(shù)倍。
例如：
union Un1
{
char c[5];
int i;
};
union Un2
{
short c[7];
int i;
};
//下面輸出的結果是什么？
printf("%d\n", sizeof(union Un1)); 輸出結果：8（最大對齊數(shù)為4）
printf("%d\n", sizeof(union Un2)); 輸出結果：16（最大對齊數(shù)為4）