C语言 自定义类型全面系统理解
作者：i跑跑
一、结构体
结构体是不同类型变量的集合体
1.结构体的声明
struct Book
{
char name[20];//名字
int Price;//价格
char Writer[5];//作者
char Time[20];//日期
}； //注意分号不能丢
struct为结构体关键字，Book为结构体标签，中间不同类型的变量为结构体的成员。上述现在只是定义了一个结构体类型struct Book。
局部结构体变量
int main()
{
struct Book B1; // B1为局部结构体变量
return 0;
}
全局结构体变量
struct Book
{
char name[20];
int Price;
char Writer[5];
char Time[20];
}B3,B4,B5; //在结构体类型后可连续定义多个全局结构体变量
struct Book B2; //B2为全局结构体变量
int main()
{
return 0;
}
2.特殊声明
不完全声明
//匿名结构体类型--没有结构体标签
struct
{
int a;
char b;
float c;
}x;
//这样的结构体类型必须紧跟着定义结构体变量
//后面不能定义变量
不完全声明类型只能在定义使用一次，并且在vs中：
struct
{
int a;
char b;
float c;
}x;
struct
{
int a;
char b;
float c;
}* ps;
int main()
{
ps=&x; //编译器默认两者类型不兼容 //且是错误写法
return 0;
}
因此不完全声明很少使用，不推荐。
3.结构体的自引用
这里可以用链表的实现来理解：
struct Node
{
int data;
struct Node* next;
};
这样就实现了自己类型的对象找自己类型对象的方法，这就是结构体的自引用。
4.结构体变量的初始化
以上面struct Book为例：
struct Book
{
char name[20];
int Price;
char Writer[5];
char Time[20];
};
int main()
{
struct Book B1={"三脚猫"，50，“阿里”，“20081001”};
//初始化要用大括号
return 0;
}
嵌套结构体的初始化：
struct Data
{
int a;
char b[6];
};
struct Book
{
struct Data D;
char name[20];
int Price;
char Writer[5];
char Time[20];
};
int main()
{
struct Book B1={{4,"haha"},"三脚猫"，50，"阿里"，"20081001"};
//大括号里加大括号
return 0;
}
5.结构体内存对齐
计算结构体在内存中的大小
方法：
1. 第一个成员为起始，设从下标为0的地址开始向后存储。
2. 其他成员变量要对齐到对齐数的整数倍的地址处。 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. 结构体总大小为所有成员对齐数中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。
举例说明：
#include <stdio.h>
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
printf("%d\n", sizeof(struct S2));
return 0;
}
分析：
嵌套结构体
#include <stdio.h>
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
struct S2
{
char c1;
char c2;
struct S1 s1;
int i;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
printf("%d\n", sizeof(struct S2));
return 0;
}
分析：
内存对齐的存在，在平台和性能两方面，可以使访问空间更加高效，用空间换取时间。
让占用空间小的成员尽量集中在一起。
6.修改默认对齐数
#pragma pack(1) //修改默认对齐数为1 //一般修改的对齐数为2^n
举例说明：
#include <stdio.h>
#pragma pack(1) //修改为1相当于取消了对齐，没有优化，在实际应用中很少用
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S1)); // 6
return 0;
}
当默认对齐数被修改后，每个类型的对齐数都变为1，整体的最大对齐数也为1（相当于没有对齐），整体大小是1的倍数，则1+4+1=6。
7.结构体传参
当一个函数涉及到结构体时，最好用传址调用：
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;
}
传址调用原因：
1.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。
2.如果传递一个结构体对象的时候，结构体过大，参数压栈的的系统开销比较大，所以会导致性能的下降。
二、位段
位段的声明和结构是类似的，有两个不同：
1.位段的成员必须是整型。
2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。
举例：
struct S
{
int _a:2;
int _b:5;
int _c:20;
int _d:25;
};
此时S就是一个位段类型
他的大小为8
printf("%d\n", sizeof(struct S));
分析：
下面我们来分析位段在内存中的存储：
注：若初始化的值大于给其指定的空间，则先会发生截断（断左取右），再进行存储
位段是根据实际需求来进行开辟空间，目的是为了节省空间提高效率。
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。（取决于编译器）
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。
三、枚举
就是把可能的取值一一列举
枚举类型的定义：
例子：
enum Day //星期
{
Mon,
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun
};
enum Day就是一个枚举类型，{}中的内容是枚举类型的可能取值，也叫枚举常量。
枚举常量是有值的，默认从0开始，依次递增。
int main()
{
enum Day d=Mon; //定义一个变量，赋予{}内可能的取值。
return 0;
}
在定义的时候也可以赋初值，后面的常量依次递增一
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
注：最好用枚举常量给枚举变量赋值，才不会出现类型上的差异。
举例：
当用cpp来运行程序时会报错，因为cpp对代码的格式会更加严格
而c就可以运行过去
养成良好的代码风格，做到认真严谨。
四、联合
联合也是一种特殊的自定义类型
1.联合类型的定义
//联合类型的声明
union Un
{
char c;
int i;
};
//联合变量的定义
union Un un;
//计算连个变量的大小
printf("%d\n", sizeof(un));
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。
union Un
{
int i;
char c;
};
union Un un;
int main()
{
printf("%d\n", &(un.i));
printf("%d\n", &(un.c));
return 0;
}
共用一块空间，起始地址相同。
使用案例：
union Un
{
int i;
char c;
};
union Un un;
int main()
{
//printf("%d\n", &(un.i));
//printf("%d\n", &(un.c));
un.i = 0x11223344;
un.c = 0x55;
printf("%x\n", un.i);
return 0;
}
分析：
3.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。
举例：
union Un1
{
char c[5];
int i;
};
union Un2
{
short c[7];
int i;
};
//下面输出的结果是什么？
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(union Un1));
printf("%d\n", sizeof(union Un2));
return 0;
}
分析：
到此这篇关于C语言 自定义类型全面理解的文章就介绍到这了,更多相关C语言 自定义类型内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！