C语言之自定义类型
Posted 臻白林子
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了C语言之自定义类型相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
目录
1.结构体
1.1 结构体的基础知识
结构体是一些值的集合，这些值称为成员变量。结构体的每个成员可以是不同类型的变量。
1.2结构的声明
struct tag member - list ;//成员列表 variable - list ;//变量列表
eg:描述一个学生
#include<stdio.h> struct Stu char name[20];//姓名 char sex[5];//性别 int age;//年龄 int height;//身高 s2,s3,s4;//s2,s3,s4为全局变量 //分号不可省 //1 struct Stu s5;//2 int main() struct Stu s1;//结构体变量 //3 return 0;
1.3 特殊的声明（匿名）
在声明结构的时候，可以不完全的声明。//匿名结构体类型
struct
int a;
char b;
float c;
x;
声明的时候省略掉了结构体标签（tag）
上述代码，ps = &sa是否合法？ 警告 ：编译器会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型。 所以是非法的。struct//第1种 char c; int a; double d; sa;//只可以在分号前定义变量 struct//第2种 char c; int a; double d; *ps; //struct//第三种 // //char c; //int a; //double d; //*ps,sa; int main() ps = &sa;//编译器会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型(在两种不同的匿名结构体中）， //在同一个匿名结构体中同时定义的两个变量是同种类型 return 0;
1.4结构的自引用
结构体中包含自身类型的指针成员变量
举例：
struct Note
int data;
struct Note* next;
;注意：匿名结构体类型不可以自引用
1.5结构体变量的定义和初始化
//结构体的定义和初始化 struct Stu char name[20]; char sex[5]; int age; int height; s2;//声明类型的同时定义变量 struct Stu s3;//定义结构体类型变量s3 struct activity char game[20]; struct Stu s2; a2 = "huoyingrenzhe", "lisi","nan",18.170 ;//结构体嵌套初始化 int main() struct Stu s1 = "lisi","nan",18.170;//初始化（定义变量的同时赋初值） struct activity a1 = "huoyingrenzhe", "lisi","nan",18.170 ;//结构体嵌套初始化 return 0;
1.6 结构体内存对齐（非常重要）
结构体的对齐规律
- 结构体的第一个成员，存放在结构体变量开始位置的0偏移量(第一个字节处）处
- (针对的是偏移量）从第二个成员开始，都要对齐到对齐数的整数倍的地址（偏移量）处
- (针对的是字节大小）结构体的总大小，必须是最大对齐数的整数倍
- 如果嵌套了结构体的情况
- 嵌套的结构体(结构体中的那个结构体）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。
- 数组的对齐数看的是类型大小
- 对齐数：成员自身大小和默认对齐数的较小值
- vs的默认对齐数是8
- linux环境没有默认对齐数 对齐数为自身大小
- 最大对齐数：是指所有成员的对齐数中最大的那个
下面是3道关于计算结构体大小的例题，让我们一起来看下吧
//eg1 ：求s1大小
struct s1 //12
char c1;//1
int i;//4
char c2;//1
;
//eg2 ：求s2大小
struct s2//8
char c1;
char c2;
int i;
;
//eg3 嵌套结构体类型 （求s4大小）
struct s3//16
double d;//8
char c;//1
int i;//4
;
struct s4 //32
char c1;//1
struct s3 s3;//16
double d;//8
; 
1. 平台原因 ( 移植原因 ) ： 不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。 2. 性能原因 ： 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，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。 总体来说： 结构体的内存对齐是拿 空间来换取 时间的做法。在设计结构体的时候，满足对齐，节省空间的方法是 让占用空间小的成员尽量集中在一起。
struct S1
char c1;
int i;
char c2;
;
struct S2
char c1;
char c2;
int i;
;S1和S2类型的成员一模一样，但是S1和S2所占空间的大小有了一些区别。
1.7修改默认对齐数
#pragma 这个预处理指令，可以帮助我们改变默认对齐数。#pragma pack(1) //设置默认对齐数为1
struct s1 //6
char a;
int i;
char b;
;
#pragma pack() //取消设置的默认对齐数
int main()
//不修改对齐数的结果为12
printf("%d\\n", sizeof(struct s1));//结果为6
结构在对齐方式不合适的时候，我们可以自己更改默认对齐数。
1.8 结构体传参
咱们直接上代码
#include<stdio.h>
struct S
int data[1000];
int num;
;
struct S s = 1,2,3,4, 1000;
//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;
关于结构体传参的方法有
1.传值
2.传址
虽然有两种方式，但我们首选传址
原因：结构体所占内存越大，传参时需要拷贝的形参也越大，而占用的是栈区的空间，过大会导致性能和效率上的损失
2.位段
2.1 什么是位段
位段的声明和结构是类似的，有两个不同：1.位段的成员必须是 int、unsigned int、signed int ， 也可以是char类型（整型家族），但是如果一个成员是char类型，其它的都得是char类型） 。 2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。
struct a
int _a : 2;//这里的2代表2个比特位（1字节=8比特位）
int _b : 5;
int _c : 10;
int _d : 30;
;
int main()
printf("%d\\n", sizeof(struct a));//位段a的大小为8
这里全是int类型，先开辟4个字节的空间（32bit） ,_a、_b、_c共占17bit,还剩下15bit，但_d需要30bit,于是再开辟4个字节空间存_d
2.2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1个字节（ char ）的方式来开辟的。
3. 位段涉及很多不确定因素，位段是不跨平台的，注重可移植的程序应该避免使用位段。
一个例子
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;上面代码的空间是如何开辟的呢
2.3位段的跨平台问题
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。（16位机器最大16，32位机器最大32，写成27，在16位机器会出问题。
3. 位段中的成员在内存中从左向右分配，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，第二个位段成员比较大，无法容纳于第一个位段剩余的位时，是舍弃剩余的位还是利用，这是不确定的。
总结：
跟结构相比，位段可以达到同样的效果，但是可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在
3.枚举
枚举顾名思义就是一一列举。 把可能的取值一一列举。 例如：工作日星期一到星期天这七天都可以一一列举
3.1 枚举类型的定义
拿星期举例：
#include<stdio.h>
enum Day//相当于等差数列 ，d=1
Mon,
Tues,
Wed,
Thir,
Fri
;
int main()
printf("%d %d %d %d %d\\n", Mon, Tues, Wed, Thir, Fri);
return 0;
运行截图：
中的内容是枚举类型的可能取值，也叫 枚举常量 。 这些可能取值都是有值的，默认从0开始，一次递增1（可看成a1=0,d=1的等差数列）
当然在定义的时候也可以赋初值，例如：
#include<stdio.h>
enum Color//颜色
RED = 1,//定义+赋值
GREEN,
BLUE=4
;
int main()
printf("%d %d %d", RED, GREEN, BLUE);
return 0;
运行截图
3.2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
3.3枚举的使用
enum Color
RED=1,
GREEN=2,
BLUE=4
;
enum Color clr = GREEN;//只能拿枚举常量给枚举变量赋值，才不会出现类型的差异。
clr = 5; //error 要拿内的枚举常量来赋值3.4 枚举大小的计算
#include<stdio.h>
enum Color
RED = 1,
GREEN,
BLUE=4
;
int main()
enum Color c = RED;
printf("%d\\n",sizeof(enum Color));//4
printf("%d\\n", sizeof(c));//4
return 0;
运行截图
总结：枚举变量的取值为内的任意一个值（有且只能有其中一个值），而这个值是int型的，在X86系统中，int型的数据占内存4个字节。所以sizeof(c) = 4，也就是枚举变量的大小为4。 枚举类型的大小也为4
4.联合（共用体）
4.1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，特征是这些成员公用同一块空间（所以联合也叫共用体）。
#include<stdio.h>
union Un
int i;
char c;
;
int main()
union Un un;
printf("%d\\n",sizeof(un));
printf("%d\\n", &(un.i));
printf("%d\\n", &(un.c));
un.i = 0x1122;
un.c = 0x44;
printf("%x\\n", un.i);
运行截图
由此可见：联合的大小至少为最大成员的大小，成员共用同一块空间（地址相同）
4.2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）。
4.3用联合来判断大小端
方法一：一般方法
#include<stdio.h>
int cheak()
int a = 1;
return (*(char*)&a);
int main()
int ret = cheak_sys();
if (1 == ret)
printf("小端\\n");
else
printf("大端\\n");
return 0;
方法二：联合
#include<stdio.h>
int cheak_sys()
union Un//这里联合体只能使用一次（可以把Un删掉，改为匿名的（和结构体用法一样))--好处是万一与后面的变量重名时不会冲突
char c;
int i;
u;
u.i = 1;
return u.c;
int main()
int ret = cheak_sys();
if (1 == ret)
printf("小端\\n");
else
printf("大端\\n");
return 0;
4.4 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的时候，就要对齐到最大对齐数的整数倍。
#include<stdio.h>
union Un1
char c[5];//5
int i;//4->最大对齐数
;
union Un2
short c[7];//14
int i;//4->最大对齐数
;
int main()
printf("%d\\n", sizeof(union Un1));//8
printf("%d\\n", sizeof(union Un2));//16
return 0;
这里特别注意：数组的对齐数是看类型的大小的
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以上是关于C语言之自定义类型的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章