C语言中struct, union, enum 三大复合数据类型
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struct結(jié)構(gòu)體
struct聲明一個(gè)結(jié)構(gòu)體，它將一些相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)打包成一個(gè)整體。
首先看結(jié)構(gòu)體占用內(nèi)存空間的大小。
struct?student
{
?
}stu;
sizeof(stu)是多少？
這里我們聯(lián)想到前面講到的模子的概念，大概就知道答案了。
關(guān)于求結(jié)構(gòu)體所占內(nèi)存空間的大小，我們遵循字節(jié)對(duì)齊的原則，計(jì)算的出的結(jié)果是8的倍數(shù)。看下面的代碼：
struct?student
{
????char?i;
????int?x;
????float?c;
????double?a;
}stu;
結(jié)果是24。分析為什么？
一個(gè)很少用的概念：柔性數(shù)組。在計(jì)算結(jié)構(gòu)體大小時(shí)，并不計(jì)算在內(nèi)，他和結(jié)構(gòu)體沒(méi)有任何聯(lián)系。
struct?student
{
????char?i;
????int?x;
????float?c;
????double?a;
????int?m[];
}
結(jié)果是多少？為什么？
運(yùn)算符sizeof可以計(jì)算出給定類型的大小，對(duì)于32位系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，sizeof(char) = 1; sizeof(int) = 4。基本數(shù)據(jù)類型的大小很好計(jì)算，我們來(lái)看一下如何計(jì)算構(gòu)造數(shù)據(jù)類型的大小。
C語(yǔ)言中的構(gòu)造數(shù)據(jù)類型有三種：數(shù)組、結(jié)構(gòu)體和共用體。
數(shù)組是相同類型的元素的集合，只要會(huì)計(jì)算單個(gè)元素的大小，整個(gè)數(shù)組所占空間等于基礎(chǔ)元素大小乘上元素的個(gè)數(shù)。
結(jié)構(gòu)體中的成員可以是不同的數(shù)據(jù)類型，成員按照定義時(shí)的順序依次存儲(chǔ)在連續(xù)的內(nèi)存空間。和數(shù)組不一樣的是，結(jié)構(gòu)體的大小不是所有成員大小簡(jiǎn)單的相加，需要考慮到系統(tǒng)在存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)體變量時(shí)的地址對(duì)齊問(wèn)題。看下面這樣的一個(gè)結(jié)構(gòu)體：
struct stu1
????????? {
??????????????? int i;
??????????????? char c;
??????????????? int j;
????????? }；
先介紹一個(gè)相關(guān)的概念——偏移量。偏移量指的是結(jié)構(gòu)體變量中成員的地址和結(jié)構(gòu)體變量地址的差。結(jié)構(gòu)體大小等于最后一個(gè)成
員的偏移量加上最后一個(gè)成員的大
小。顯然，結(jié)構(gòu)體變量中第一個(gè)成員的地址就是結(jié)構(gòu)體變量的首地址。因此，第一個(gè)成員i的偏移量為0。第二個(gè)成員c的偏移量是第一個(gè)成員的偏移量加上第一個(gè)
成員的大小（0+4）,其值為4；第三個(gè)成員j的偏移量是第二個(gè)成員的偏移量加上第二個(gè)成員的大小（4+1）,其值為5。
實(shí)際上，由于存儲(chǔ)變量時(shí)地址對(duì)齊的要求，編譯器在編譯程序時(shí)會(huì)遵循兩條原則：一、結(jié)構(gòu)體變量中成員的偏移量必須是成員大小的整數(shù)倍（0被認(rèn)為是任何數(shù)的整數(shù)倍） 二、結(jié)構(gòu)體大小必須是所有成員大小的整數(shù)倍。
對(duì)照第一條，上面的例子中前兩個(gè)成員的偏移量都滿足要求，但第三個(gè)成員的偏移量為5，并不是自身(int)大小的整數(shù)倍。編譯器在處理時(shí)會(huì)在第二個(gè)成員后面補(bǔ)上3個(gè)空字節(jié)，使得第三個(gè)成員的偏移量變成8。
對(duì)照第二條，結(jié)構(gòu)體大小等于最后一個(gè)成員的偏移量加上其大小，上面的例子中計(jì)算出來(lái)的大小為12，滿足要求。
再看一個(gè)滿足第一條，不滿足第二條的情況
struct stu2
????????? {
??????????????? int k;
??????????????? short t;
????????? }；
成員k的偏移量為0；成員t的偏移量為4，都不需要調(diào)整。但計(jì)算出來(lái)的大小為6，顯然不是成員k大小的整數(shù)倍。因此，編
譯器會(huì)在成員t后面補(bǔ)上2個(gè)字節(jié)，使得結(jié)構(gòu)體的大小變成8從而滿足第二個(gè)要求。
由此可見(jiàn)，大家在定義結(jié)構(gòu)體類型時(shí)需要考慮到字節(jié)對(duì)齊的情況，不同的順序會(huì)影響到結(jié)構(gòu)體的大小。對(duì)比下面兩種定義順序
struct stu3
????????? {?
??????????????? char c1;?
??????????????? int i;
??????????????? char c2;
????????? }
struct stu4
????????? {
??????????????? char c1;
??????????????? char c2;
??????????????? int i;
????????? }
雖然結(jié)構(gòu)體stu3和stu4中成員都一樣，但sizeof(struct stu3)的值為12而sizeof(struct stu4)的值為8。
如果結(jié)構(gòu)體中的成員又是另外一種結(jié)構(gòu)體類型時(shí)應(yīng)該怎么計(jì)算呢？只需把其展開(kāi)即可。但有一點(diǎn)需要注意，展開(kāi)后的結(jié)構(gòu)體的第一個(gè)成員的偏移量應(yīng)當(dāng)是被展開(kāi)的結(jié)構(gòu)體中最大的成員的整數(shù)倍。看下面的例子：
struct stu5
??????????????? {
??????????????? short i;
??????????????? struct?
??????????????? {
?????????????????? char c;
?????????????????? int j;
??????????????? } ss;?
??????????????? int k;
????????? }
結(jié)構(gòu)體stu5的成員ss.c的偏移量應(yīng)該是4，而不是2。整個(gè)結(jié)構(gòu)體大小應(yīng)該是16。
如何給結(jié)構(gòu)體變量分配空間由編譯器決定，以上情況針對(duì)的是Linux下的GCC。其他平臺(tái)的C編譯器可能會(huì)有不同的處理。
Union共用體
union維護(hù)足夠的空間來(lái)放置多個(gè)數(shù)據(jù)成員中的一種，而不是每一個(gè)數(shù)據(jù)成員配置空間。在union中所有的數(shù)據(jù)成員共用一個(gè)空間，同一時(shí)間只能存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)據(jù)成員，所有的數(shù)據(jù)成員具有相同的起始地址。
union?state
{
??char?ch;
??int?intmax;
??char?*sh;
??double?dou;
}st;
在上面的共用體中，union的內(nèi)存空間就是double所占用的空間8.
那么，在計(jì)算機(jī)里面，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有關(guān)系，大端小段對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)又有什么關(guān)系？
大端模式：子數(shù)據(jù)的高字節(jié)存儲(chǔ)在低地址，而子數(shù)據(jù)的低字節(jié)則存放在高地址中。
小端模式：子數(shù)據(jù)的高字節(jié)存儲(chǔ)在高地址，而子數(shù)據(jù)的低字節(jié)則存放在低地址中。
union型數(shù)據(jù)所占據(jù)的空間等于最大的成員所占的空間。對(duì)union型的成員的存取都是相對(duì)于該聯(lián)合體基地址的偏移量為0開(kāi)始，也就是聯(lián)合體的訪問(wèn)不論對(duì)哪個(gè)變量的存取都是從union的首地址位置開(kāi)始。
既然這樣，我們就可以通過(guò)union來(lái)判斷當(dāng)前系統(tǒng)的模式。
如果取出的低地址上的值為0，毫無(wú)疑問(wèn)，這是大端模式，如果取出的是低地址上的值為1，就是小端模式。
int?checkState()
{
??union?check
??{
????int?i;
????char?ch;??
??}c;
??c.i?=?1;
??return?(c.ch==1);
}
?
程序代碼如上所示。
?
enum枚舉
一般的定義如下：
enum?enum_type_name
{
????ENUM_CONST_1,
????ENUM_CONST_2,
?????.....
????ENUM_CONST_B,?
}enum_variable_name;
enum_type_name?是自定義的一種數(shù)據(jù)類型名，而enum_variable_name?為enum_type_name?類型的一個(gè)變量，也就是枚舉變量。實(shí)際上enum_type_name?類型是一個(gè)變量取值范圍的限定，而花內(nèi)是他的取值范圍。括號(hào)里面的成員都是常量，也就是枚舉常量。enum變量類型還可以給其中的常量符號(hào)賦值，如果不賦值就會(huì)從被賦值的那個(gè)常量開(kāi)始一次家1，都沒(méi)有賦值就從0開(kāi)始一次加1.例如：
enum?color
{
??GREEN?=?1,
??RED,
??BLUE,
??GREEN_RED?=?8,
??GREEN_BLUE
}colorVal;
則枚舉常量的值為：
?GREEN?=?1,
??RED?=?2,
??BLUE?=?3,
??GREEN_RED?=?8,
??GREEN_BLUE?=?9，
那么sizeof(colorVal)的大小是？答案是4.因?yàn)閏olorVal是一個(gè)枚舉變量，而枚舉變量代表的是一個(gè)整數(shù)
轉(zhuǎn)載于:https://my.oschina.net/kutengshe/blog/401959
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的C语言中struct, union, enum 三大复合数据类型的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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