3-结构体&共用体&枚举详解

一、结构体详解

1.结构体概述

结构体作用 结构体是一种自定义数据类型，可以解决数组类型单一的缺陷，即定义的结构体类型可以包含多种数据类型；结构体的存储 结构体在内存中是一块连续存储的空间，类似于多维数组，因此有下标和指针两种访问方式： struct student{ char *name; int num; double score; }s1; //定义变量 int main(void) { struct student *s2 = &s1; //定义变量 s1.name = "s1"; s1.num = 1; s2->score = 3.14; //赋值 printf("s1.name = %s\n", s1.name); //下标访问 printf("s1.num = %d\n", *((int *)((int)&s1 + sizeof(char *)))); //指针访问 printf("s1.score = %f\n", s2->score); //指针访问 } 结构体变量名 结构体变量名代表的是整个结构体，因此无论是值还是地址，都代表着整个结构体； struct str{ //定义结构体类型 char a; char c; }; int main() { struct str s1 = { //定义结构体变量 s1.a = 'a', s1.c = 'a' }; printf("&s1 = %p\n", &s1); //输出 &s1 = 0136F890 结构体整体首地址，子数值上等于第一个元素的地址 printf("s1 = %x\n", s1); //输出 s1 = 6161 即两个元素s1.a和s1.c的值 printf("sizeof(s1) = %d\n", sizeof(s1)); //输出 sizeof(s1) = 2 即整个结构体的大小 printf("&s1.a = %p\n", &s1.a); //输出 &s1.a = 0136F890 即结构体首元素的地址。 }

2.结构体对齐访问

对齐访问的原因 硬件、外设、Cache等都要求四字节访问可以提高访问效率；

对齐访问规则 （1）32bit编译器默认4byte访问：结构体整体大小必须4字节对齐（4的倍数）； （2）结构体中的元素也必须对齐存放：元素首地址为是4的倍数，结束地址取决于下一个元素大小：若两个元素大小相加可以填充，则组合起来需要4字节对齐； （3）编译器考虑结构体存放时，以满足以上要求的最少内存需要的排布来算。

字节对齐的指令 （1）#pragma pack() 和#pragma pack(n)：以#pragma pack(n)为始，以#pragma pack()为止的范围内的结构体成员按n字节对齐：

#pragma pack(1) //以1字节对齐 struct stu { char c; int num; }； #pragma pack() sizeof(stu) == 5; //该结构体占用5字节而非8字节

（2）__attribute__((packed)) 和__attribute__((aligned(n)))：直接放在对齐类型后义，范围是当前__attribute__((packed))或__attribute__((aligned(n)))的类型，作用域结构体整体而非单独的成员；__attribute__((aligned(n)))：使结构体整体以n字节对齐；__attribute__((packed))：取消结构体整体的对齐方式，即结构体实际占用空间大小；

struct stu { char c; int num; }__attribute__((aligned(4))； //stu整体4字节对齐 sizeof(stu) == 8; struct stu{ char c; int num; }__attribute__((packed)); //stu实际占用空间大小 sizeof(stu) == 5;

二、共用体详解

共用体概述

共用体类型、变量的定义与结构体相同，使用方法与结构体类似；共用体内部所有成员共用一个内存空间，因此对一个成员赋值即对所有成员赋值；各成员之间的区别只是数据类型不一样即解析的方式不一样；共用体的大小等于成员中占最大内存的数据类型的大小，且由于共用一个内存空间，因此不涉及字节对齐； //定义共用体 union stu{ char a; int b; float c; }s1; //定义共用体变量 int main(void) { //定义共用体变量 union stu s1; s1.b = 97; //访问共用体 printf("s1.a = %c\n", s1.a); //输出 s1.a = a printf("s1.b = %d\n", s1.b); //输出 s1.b = 97 printf("s1.c = %f\n", s1.c); //输出 s1.c = 0.000000 即三个元素实际为同一个值 printf("sizeof(s1) = %d\n", sizeof(s1)); //输出 sizeof(s1) = 8 即最大的元素double的大小 }; 共用体本质上也可以通过指针和强制类型转换来代替 //通过强制类型转换，从s1.a得到s1.b char *pc = &a; printf("s1.b = %d\n", *((int *)pc));

三、枚举详解

1.枚举概述

枚举的作用 枚举通过声明符号来表示整型常量，来提高代码的可读性和直观，通常用在有些变量的取值被限定在一个有限的范围内，如一周从周一到周日，每月1号到31号等；定义 枚举的语法与结构体类似 enum color{ //定义枚举类型 red， green, blue =4, yellow， }c1; //定义枚举变量 int func1() { enum color c2; //定义枚举变量 c1 = red; //使用枚举 } 枚举符 （1）枚举类型的成员称为枚举符（如red、yellow等），枚举符本质是整型常量，因此可以用枚举符代替所有使用整型常量的地方，如声明数组的大小等：int str[yellow] = {0, 1, 2, 3}； （2）枚举符所代表的整型常量默认从0开始（如red == 0），依次向后排（如green默认为1）；但可以自定义（如blue = -4），自定义之后的值根据自定义的值向后排（如yellow = -5）；

2.枚举与宏定义区别

相同点 枚举与宏定义都可以通过字符来代替某个常量，是代码更直观，二者之间大部分情况下可以替换通用。不同点 枚举通常用在有顺序或某些常量的有限集合中，而宏定义更多用在独立的，相互之间无关联的定义之中。