结构体（结构体内存对齐）+位段+枚举-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了结构体（结构体内存对齐）+位段+枚举。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

本期带大家一起来学习一下结构体知识＋位段知识+枚举知识🌈🌈🌈

1.结构体📌📌

1.1 结构体的声明✈️✈️

1.1.1 结构体的完全声明🚀

结构体是一种自定义的类型，🔦🔦
结构体是将不同类型的数据按照一定的功能需求进行整体封装
，封装的数据类型与大小均可以由用户指定。
那么又该如何声明一个结构体呢⁉️⁉️⁉️
声明一个结构体如下：

struct 结构体名
{
成员列表
}；

#include<stdio.h>
struct stu
{
	char name[20];
	int age;
	float score; 
}s1;
int main()
{
	struct stu s={"Brown",18,94.0f };
	return 0;
}

对于s1来说，s1是全局变量❗️❗️❗️
然而s是一个局部变量</font❗️❗️❗️

然而当我们觉得我们定义的结构体的名字过于复杂的时候，
我们可以使用typedef关键字
作用是为一种数据类型定义一个新名字⚠️⚠️

#include<stdio.h>
typedef struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
	float score; 
}stu;
int main()
{
	 stu s={"Brown",18,94.0f };
	return 0;
}

注意：
typedef用于重定义一个结构体名称时，
分号之前的stu是结构体的名称🌴🌴🌴
不同于上面提到的全局变量❗️❗️❗️

1.1.2 结构体的不完全声明🚀🚀

对于一个结构体来说，还可以对其不完全声明，省略结构体的名称🍭🍭

换句话说，也即是匿名结构体
对于匿名结构体来说，定义的变量是一次性的🍭🍭🍭

#include<stdio.h>
 struct 

{
	char name[20];
	int age;
	float score; 
}stu;
int main()
{
	 stu s={"Brown",18,94.0f };
	return 0;
}

接下来我们看看下面的代码是否正确

#include<stdio.h>
 struct 
{
	char name[20];
	int age;
	float score; 
}stu;
 struct 
{
	char name[20];
	int age;
	float score; 
}*p;
int main()
{
	 stu s={"Brown",18,94.0f };
	 p=stu;
	return 0;
}

对于第一个struct stu报错的原因是，该结构体是一个匿名结构体
对于第二个p=stu报错的原因是
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🚩🚩🚩

1.2 结构体的自引用✈️✈️

结构体的自引用是自生包含一个类型为该结构本身的成员
这个便是🎷🎷链表🎷🎷
相关知识会在后续发出哈哈哈哈
具体代码如下:

1.3 结构体的内存对齐✈️✈️

1.3.1 结构体的内存对齐计算🚀🚀

结构体的基本使用我们已经学会了
接下来我们来通过sizeof计算结构体的大小🔔🔔🔔

💡💡结构体的对齐规则
（1）第一个成员存放在永远在偏移量为0的位置📍
（2）从第二个成员开始，在其自身对齐数的整数倍开始存储📍📍
对齐数=编译器默认对齐数和成员字节大小的最小值，
VS编译器默认对齐数为8，gcc环境下没有默认对齐数
（3）结构体变量所用总空间大小是成员中最大对齐数的整数倍。📍📍📍
（4）当遇到嵌套结构体的情况，嵌套结构体对齐到其自身成员最大对齐数的整数倍，结构体的大小为当下成员最大对齐数的整数倍。📍📍📍📍

💡💡接下来我们来看几个题目，计算结构体的大小✒️✒️

结构体（结构体内存对齐）+位段+枚举

显然我们通过画图得出来的结果和计算出来的结果是一模一样的
那我们接下来看这个题目💬💬💬💬
结构体当中又嵌套了一个结构体🍏🍏🍏
那么又该如何解决呢❓❓❓
其实本质是一样的

这里的话可能会有小伙伴觉得这是25，但是需要明白的是
结构体内存的大小要为成员当中最大对齐数的整数倍

1.3.2 为什么存在结构体内存对齐🚀🚀

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
CPU在读取数据的时候，每次是按照 4个字节读取的
为了提高性能，通过浪费空间来提高性能
举个例子💬💬💬

这种情况下为了拿到int当中的数据时候，要进行二次读取，性能不高

然而在这种情况下只需要读取一次就可以拿到int当中存放的数据

那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，如何做到：
让占用空间小的成员尽量集中在一起

1.4 修改默认对齐数✈️✈️

前面提到， VS环境下的默认对齐数是8，gcc环境下没有默认对齐数
那么在VS环境下我们是否可以修改默认对齐数呢
答案是有的

代码如下

#include <stdio.h>
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
#pragma pack()//取消默认对齐数的重设置，还原默认值
int main()
{
	printf("struct stu 大小为%d\n", sizeof(struct S1));
	return 0;
}

2. 位段📌📌

2.1 位段介绍✈️✈️

1.位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int 。
2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。

💬💬 那么位段的大小如何计算呢？？？
对于位段的计算，C语言没有明确规定位段在内存当中是如何让存储的
这和编译器有关系的
对于VS来说
优先使用低位的bite位，再使用高位的bite位
当剩下的bite位不够下一个所需要的位的时候，会再次开辟一个字节的空间

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

2.2 位段跨平台问题✈️✈️

注意！！！

int 位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的。

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。

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❗️❗️❗️