C语言实现结构体、联合和枚举_C/C++

一、结构体

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

1.结构体的声明

struct tag
{
    member-list;
}variable-list;

例子：

struct stu
{
    char name[20];
    int age;
    char sex[5];
    char id[20];
};//分号不能丢

2.结构体变量的创建和初始化

struct stu
{
    char name[20];
    int age;
    char sex[5];
    char id[20];
}s3,s4;//全局变量
struct stu s2;
int main()
{
    struct stu s1;//局部变量
    return 0;
}

特殊的结构体声明：匿名结构体类型

没有名称，只能使用一次。

struct 
{
    int a;
    char b;
    float c;
}x;
int main()
{
    return 0;
}

下面的代码是一个非法的代码，编译器觉得是两个不同的结构体。

struct
{
    int a;
    char b;
    float c;
}x;
struct 
{
   int a;
   char b;
   float c;
}*p=&x;
int main()
{
   return 0;
}

3.结构体的自引用

在结构中包含一个类型为该结构本身的成员是否可以呢？

答案是可以，但是要写成指针的形式来指向下一个数据，如果是结构体里包含结构体，然后包含的结构体再包含结构体，就不知道要分配多少的内存了，所以结构体里可以包含该类型的结构体指针。

4.结构体内存对齐

我们已经掌握了结构体的基本使用了。

现在我们深入讨论一个话题：计算结构体的大小，也就是结构体的内存对齐。

对齐规则：

1. 结构体的第一个成员需对齐到结构体变量起始位置，即偏移量为 0 的地址处。

2.从第二个成员变量开始，对齐到某个对齐数的整数倍的地址处。

对齐数=编译器默认的的一个对齐数与该成员变量的大小的较小值

—vs中默认为8

—linux中gcc没有默认对齐数，对齐数就是该成员变量的大小。

3.结构体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，嵌套的结构体成员对齐到自己成员中最大对齐数的整数倍处，结构体整体的大小就是最大对齐数的整数倍。

修改默认对齐数：

#pragma这个预处理指令，可以改变编译器的默认对齐数

#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1

5.结构体传参

传值调用：传址调用：

传址调用更好，传值调用浪费空间和时间，地址只是4个或者8个字节。如果说怕改变数据的值，指针可以用const约束。

6.结构体实现位段

位段的声名和结构是类似的，有两个不同：

1.位段的成员必须是int、unsigned int或者signed int，在c99中位段的类型也可以选择其他整型家族类型，比如：char

2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。

结构体：

位段（数字代表所占的二进制位的个数）

位段的内存分配

位段的空间是按照需要以4个字节或者一个字节的方式来开辟的。

位段涉及很多不确定性，位段是不跨平台的，注重可移植的程序应该避免使用位段。

在vs环境下：

1.分配到的内存是从右向左使用的（低位向高位）

2.剩余空间不够下一个成员使用的时候直接浪费。

注意事项：

位段的几个成员共有一个字节，有的成员的起始位置不是某个字节的起始位置，那么这些位置处是没有地址的。内存中每个字节分配一个地址，一个字节内部的bit位是没有地址的。所以不能对位段的成员使用&操作符，这一样就不能用scanf给位段成员输入值，只能先输入一个变量中，然后赋值给位段的成员。

二、联合体

1.联合体类型的声名

像结构体一样，联合体也是由一个或者多个成员构成，这些成员可以是不同的类型。联合体的关键字是union，但是编译器只为最大的成员分配足够的内存空间。联合体的特点是所有成员共用同一块内存空间。所以联合体也叫做：共用体。

给联合体其中一个成员赋值，其他成员的值也跟着变化。

2.联合体的特点

联合体的成员是共用同一块内存空间的，这样一个联合体变量的大小至少是最大成员的大小。

对比一下相同成员的结构体和联合体所占的内存情况。

当最大成员的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。

现在我们要统计商品信息，共有三种商品，分别是图书、杯子、衬衫。这三种商品都需要统计库存量、价格和商品类型，图书还需要统计书名、作者、页数，杯子还需要统计设计，衬衫还需要统计设计、可选颜色、可选尺寸。

我们可以用结构体来统计

struct gift_list
{
	//公共部分
	int rest_num;
	int price;
	char type[20];
	//非公共部分
	char book_name[20];
	char author[20];
	int page;
	char design[20];
	char colour[20];
	int size;
};

但是会产生一个问题，就是会浪费很多空间，比如，我们在统计一本图书的信息的时候，我们不需要统计它的设计等内容。在这个时候我们就可以应用联合体来完成统计，这样会节省很多空间。

代码如下：

struct gift_list
{
	//公共部分
	int rest_num;
	int price;
	char type[20];
	//非公共部分
	union
	{
		struct
		{
			char book_name[20];
			char author[20];
			int page;
		}book;
		struct
		{
			char design[20];
		}mug;
		struct
		{
			char design[20];
			char colour[20];
			int size;
		}shirt;
	}item;
};