结构体+联合体 详解

一、结构体

1.结构体变量

struct s
{
  char name[20];
  int age;
}p1,p2;
int main()
{
  struct s p3;
  return 0;
}

p1，p2，p3都是结构体变量
但由于p1,p2在main外部定义 是全局变量
p3是局部变量

2.特殊声明

声明的时候 不完全声明 为匿名结构体类型
注意匿名结构体类型只能使用一次

#include<stdio.h>
struct 
{
  char name[20];
  int age;
};

3.结构体的引用

1.嵌套调用

通过调用 pa变量 返回到stdent结构体中

#include<stdio.h>
struct student
{
  char name[20];
  int age;
  char sex[20];
};
struct teacher
{
  char name[20];
  int age;
   struct student pa;
   char sex[20];
};

2.自引用

(1)无法做到自己调用自己 会无限套娃

#include<stdio.h>
 struct S
 {
   char name[20];
   int age;
   struct S pa;//err
 };
 int main()
 {
  struct S s;
  return 0;
 }

(2)若是想做到用本身类型访问下一个同类型结构体
使用指针指向下一个要访问的结构体

#include<stdio.h>
struct s
{
 int age;
 struct s*nest;
};
 

三、结构体的初始化

这里的初始化很简单
就举一个嵌套调用的例子

#include<stdio.h>
struct student
{
 char name[20];
 int age;
 char sex[20];
};
struct teacher
{
 char name[20];
 int age;
 struct student s;
 char sex[20];
};
int main()
{
 struct teacher p={"张三","35"，{"王五","16","男"},"男"};
 printf("%s %d %s %d %s %s\n",p.name,p.age,p.s.name,p.s.age,p.s.sex,
        p.sex};
  return 0;
 }

四、结构体的内存对齐

1.用法

1.第一个结构体成员放在 0偏移量处
2.若放在VS中 默认对齐数是8
后面的结构体成员 用其字节与默认对齐数比较 取小的为该结构体成员的对齐数 结构体成员放在对齐数整数倍的地址处
3. 结构体的大小 是所有成员最大对齐数的整数倍

2.练习题

#include<stdio.h>
 struct s
 {
  char a;
  int b;
  char c;
 };
 int main()
 {
  struct s pa;
  printf("%d\n",sizeof(pa));
  return 0;
 }

VS中默认对齐数是8
char a为1个字节 1<8 即a的对齐数是1
int b为4个字节 4<8 即b的对齐数是4
char c为1个字节 1<8 即c的对齐数是1
正常来说应取9个字节 9没有达到最大对齐数4的整数倍
故 要取 12

#include<stdio.h>
struct s2
{
 char c1;
 char c2;
 int i;
}
int main()
{
 strcut s2 S;
 printf("%d\n",sizeof(S));
 return 0;
}

char c1为1个字节 1<8 即c1的对齐数是1
char c2为1个字节 1<8 即c2的对齐数是1
int i为4个字节 4<8 即i的对齐数是4
最大对齐数为4 因为最后也是取 8 是4的整数倍
即 8

3.修改对齐数

#include<stdio.h>
#pragma pack(2) //将默认对齐数修改成2
struct s
{
 char a;
 int b;
 char c;
}
#pragma pack() //将修改的对齐数消除 即只在上面的结构体生效
int main()
{
 struct s pa={0};
 printf("%d\n",sizeof(pa));
 return 0;
}

需要注意的是 对齐数是结构体成员在哪里进行偏转
偏转的大小是字节数
修改后 默认对齐数为2
char a为1个字节 1<2 即a的对齐数为1
int b为4个字节 4>2 即b的对齐数为 2
char c为 1个字节 1<2 即c的对齐数为1
最大对齐数为 2
但是结构最后是 7 不是2的整数倍 最后为 8

五、位段

1.用法

位段的成员必须是 int , unsigned int, signed int
成员名后必须有 冒号和数字
位段的空间是按照 int或者 char来开辟的
我们通常将 位段成员 按照 低比特位到高比特位传递
如果一块空间剩下的内容不够下一个成员使用 这块空间就会被浪费掉

2.练习题

#include<stdio.h>
struct S
{
   char _a:3;//a占两个比特位
   char_b:4;//b占4个比特位
   char_c:5;//c占5个比特位
   char_d:4;//d占4个比特位
}
struct S s={0};
s.a=10;
s.b=12;
s.c=3;
s.d=4;

a为 10 -------- 1010--------->占3个比特位—010
b为 12 -------- 1100--------->占4个比特位—1100
c为 5 --------- 00101--------> 占5个比特位–00101
d为 4 ---------- 0010------------>占4个比特位—0010

六、联合体

1.用法

1. 一种特殊的自定义类型，主要表现为 成员共用一块空间

2. 联合体的计算
   联合体的大小至少是最大的成员的大小
   当最大成员大小不是最大对齐数的整数时 就要对齐到最大对齐数的整数

2.练习题

1.正常算法题

VS默认对齐数为8
int a为4个字节， 4<8， a的对齐数为4
char b为1个字节 1<8 b的对齐数为1
a与b共用第一块空间 所以为4
又因为 4时是 最大对齐数4的整数倍 即 4

 #include<stdio.h>
 union un
 {
   int a;
   char b;
 }
 int main()
 {
  union un pa;
  printf("%d\n",sizeof(pa));//4
  return 0;
 }

2.用联合体判断大小端

#include<stdio.h>
 int move()
 {
   union un
   {
     int a;
     char b;
   }u;
   u.a=1;
    return u.b;
  int main()
  {
    int ret=move();
    if(ret==1)
    {
     printf("小端\n");
    }
    else
    {
     printf("大端\n");
    }
    return 0;
 }