C语言自定义类型详解(结构体+枚举+联合)

2023-11-08

目录

结构体

结构体的类型声明

结构体的内存对齐

位段

枚举

联合(共用体) 


结构体

结构体的类型声明

结构是一些值的集合,这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量

结构的声明:

//例如定义一个学生
typedef struct Stu
{
	char name[20];//姓名
	int age;//年龄
	char sex[5];//性别
	char id[20];//学号
};

结构体的内存对齐

如何计算结构体的大小?(结构体的对齐规则)

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(对齐数)的整数倍的地址;

对齐数 = 编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值;

* VS中默认的值为8

3.结构体总大小为最大对齐数(每个成员变量都有一个对齐数)的整数倍;

4.如果嵌套了结构体的情况,嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处,结构体的整体大小就是所有最大对齐数(含嵌套结构体的对齐数)的整数倍

结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法!

typedef struct Test
{
	char a; //字节数为1
	double b;//字节数为8
	int c;//字节数为4
}Test;
求sizeof(Test);

根据对齐规则,我们可以得出Test是按8字节对齐的,则根据内存对齐规则,我们可以得出sizeof(Test) = 24

结构体传参

函数传参的时候,参数是需要压栈,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,结构体过大,参数压栈的系统开销比较大,所以会导致性能的下降。

因此在结构体传参时,我们需要传的是结构体的地址 

位段

什么是位段?

位段的声明和结构是类似的,但有两个不同:

1.位段成员必须是int,unsigned int 或 signed int;

2.位段的成员后面有一个冒号和数字

struct A
{
	int _a : 2;
	int _b : 5;
	int _c : 10;
	int _d : 30;
};

A就是一个位段类型

位段的内存分配 

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)或者一个字节(char)的方式来开辟的。

3.位段涉及了很多不确定因素,位段是不跨平台的,注重可移植的程序应该避免使用位段

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

总结 

跟结构体相比,位段可以达到同样的效果,但是可以很好地节省空间,但是有跨平台的问题存在。

枚举

枚举类型的定义

enum Day//星期
{
	Mon,
	Tues,
	Wed,
	Thur,
	Fri,
	Sat,
	Sun
};

这些可能取值都是有值的,默认是从0开始,依次递增1,当然在定义的时候也可以赋初值。

例如:

enum Color
{
	RED = 1,
	GREEN = 2,
	BLUE = 4
};
enum Color clr = GREEN;
clr = 5;

枚举的优点: 

 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,更加严谨

3.防止了命名污染(封装)

4.便于调试

5.使用方便,一次可以定义多个常量

联合(共用体) 

联合类型的定义

联合也是一种特殊的自定义类型,这种类型定义的变量也包含一系列的成员,特征是这些成员共用同一块空间(所以联合体也叫共用体)

例如:

//联合类型的声明
union Un
{
	char c;
	int i;
};
//联合变量的定义
union Un un;

联合的特点

 联合的成员是共用同一块内存空间的,这样一个联合变量的大小,至少是最大成员的大小(因为联合至少得有能力保存最大的那个成员)。

联合大小的计算 

 联合的大小至少是最大成员的大小

当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍时,就要对齐到最大对齐数的整数倍。

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