C语言基础(19)-结构体,联合体,枚举和typedef

一.结构体

1.1 结构体struct定义及初始化

#include <stdio.h> // 这个头文件在系统目录下
#include <stdlib.h> // 使用了system函数
#include <Windows.h>

// 结构体简单使用
void structUseDemo(void);
// 输出student结构体的内容
void print_student(struct student st);

// 说明一种结构体类型
struct student {

    char name[];                        // << 姓名
    int age;                              // << 年龄
    int sex;                              // << 性别
    int class_id;                         // << 班级ID

};

int main() {

    structUseDemo();

    system("pause");
    return ;

}

void structUseDemo(void) {

    // 定义结构体变量后赋值
    struct student st1;
    strcpy(st1.name,"张三");
    st1.age = ;
    st1.sex = ;  // 0代表男，1代表女
    st1.class_id = ;

    print_student(st1);

    printf("------------------------------------\n");

    // 定义一个结构体变量，同时初始化它的内容
    struct student st2 = {"奥巴马",,,};
    print_student(st2);

    printf("------------------------------------\n");

    struct student st3 = {"希拉里"}; // 只初始化第一个成员，后面都是0
    print_student(st3);

    printf("------------------------------------\n");
    struct student st4 = {}; // 所有成员都初始化为0
    print_student(st4);

    printf("------------------------------------\n");
    struct student st5 = {.sex = ,.name = "马英九"};
    print_student(st5);

}

void print_student(struct student st){

    printf("name=%s\n", st.name);
    printf("age=%d\n", st.age);

    if (st.sex == ) {
        printf("sex=%s\n", "男");
    }
    else {
        printf("sex=%s\n", "女");
    }

    printf("class_id=%d\n",st.class_id);

}

执行结果：

1.2 结构体的内存对齐

编译器在编译一个结构的时候总是采用内存对齐模式，结构体总是以最大的成员作为对齐单位，以偶数位对齐。

如果结构体的所有成员都是同一种类型，那么这个结构体在内存和数组的存放方式是一样的。

#include <stdio.h> // 这个头文件在系统目录下
#include <stdlib.h> // 使用了system函数
#include <Windows.h>

// 结构体的简单使用1
void structUseDemo1();

// 结构体当中的所有成员在内存当中都是连续存放的
struct A {

    int a1;
    int a2;

};

struct B {

    char a2; // 结构体成员是要对齐的
    int a1;

};

struct C{

    char a1;
    char a2;
    int a3;

};

struct D{

    char a1;
    int a3;
    char a2;

};

struct F {

    char a1;
    short a2;
    char a3;
    int a4;

};

struct H {

    char a1;
    short a2;
    int a3;
    short a4;
    char a5;

};

int main() {

    structUseDemo1();

    system("pause");
    return ;

}

void structUseDemo1(){

    struct A a = {,}; // 定义并且初始化
    int *p = (int *)&a;

    printf("%u\n",sizeof(a)); // 输出结果为8
    printf("%d\n",*p);
    printf("%d\n",p[]);

    printf("----------- struct B -------------\n");

    struct B b = {,};
    printf("%u\n",sizeof(b)); // 输出结果为8

    printf("------------- struct C -----------\n");
    struct C c = {  };
    printf("%u\n",sizeof(c));

    printf("------------ struct D ------------\n");
    struct D d = {};
    printf("%u\n",sizeof(d)); // 输出结果为12 ！！！：因此struct C的写法比struct D的写法更合理

    printf("------------ struct F ------------\n");
    struct F f = {,,,};
    printf("%p\n",&f);

    printf("%u\n",sizeof(f)); // 输出结果为12,结构体的对齐总是以偶数位进行对齐

}

执行结果：

内存对齐示意图：

1.3 指定结构体元素的位字段

定义一个结构体的时候可以指定具体元素的位长

    struct test{
        char a : ;//指定元素为2位长，不是2个字节长
    };

1.4 结构体数组

可以使用下列两种形式来定义结构体数组

void structArrayUseDemo() {

    struct student st[]; // 定义一个结构体变量数组
    strcpy(st[].name,"张三");
    st[].age = ;
    st[].sex = ;
    st[].class_id = ;

    strcpy(st[].name, "李四");
    st[].age = ;
    st[].sex = ;
    st[].class_id = ;

    strcpy(st[].name, "王五");
    st[].age = ;
    st[].sex = ;
    st[].class_id = ;

    for (int i = ; i < ; i++) {
        print_student(st[i]);
        printf("--------------------------------\n");
    };
}

void sturctArrayUseDemo1(){

    //struct student st[5] = { 0 }; // 将所有成员都置为0
    struct student st[] = { { "张三", , , ,}, { "李四", , , , }, { "王五", , , ,}, { "赵六", , ,  ,}, { "陈七", , , ,} };
    for (int i = ; i < ; i++) {
        print_student(st[i]);
        printf("--------------------------------\n");
    };

}

1.5 结构体嵌套结构体,结构体赋值及结构体指针

例1：结构体嵌套结构体赋值：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <windows.h>

#pragma warning(disable:4996)

　　struct B {

　　　　int a1;
　　　　struct A a2; // 这个结构体的成员是另一个结构体

　　};

　　struct C {

　　　　int a1;
　　　　struct B a2;

　　};

static void structUseDemo();

static void structUseDemo() {

    struct B b;
    b.a1 = ;
    b.a2.a1 = ;

    struct C c;
    c.a2.a2.a1 = ;

    printf("%u\n",sizeof(struct B));

}

例2：结构体变量赋值

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <windows.h>

#pragma warning(disable:4996)

static void structUseDemo1();

// 结构体变量赋值
static void structUseDemo1() {

    struct man m1 = {"圣堂刺客",};
    struct man m2 = m1;
    printf("m1=%s\n",m1.name);
    printf("m2=%s\n", m2.name);

    struct man *p = &m1;
    //(*p).age = 100;
    //strcpy((*p).name,"风暴之灵");

    p->age = ;
    strcpy(p->name,"风暴之灵");
    printf("m1.name=%s\n",m1.name);
    printf("m1.age=%d\n", m1.age);

}

例3：结构体指针

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <windows.h>

#pragma warning(disable:4996)

static void structUseDemo2();

static void structUseDemo2() {

    struct man m[] = {};
    struct man *p = &m; // p指向了数组m的首元素地址
    p[].age = ;
    strcpy(p[].name,"帕克");
    p++;
    p->age = ;
    strcpy(p->name,"莉娜");
    p++;
    p->age = ;
    strcpy(p->name, "露娜");
    p = m; // 将指针归位
    /*for (int i = 0; i < 10;i++) {
        printf("name=%s,age=%d\n",m[i].name,m[i].age);
    }*/
    for (int i = ; i < ;i++) {
        printf("name=%s,age=%d\n",p->name,p->age);
        p++;
    }
}

1.6 在堆中创建结构体

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#pragma warning(disable:4996)

void structUseDemo4(void);

void structUseDemo4(void) {

    struct women *p = calloc(, sizeof(struct women));
    p->name = calloc(,sizeof(char));
    strcpy(p->name,"漩涡鸣人");
    p->age = ;

    printf("当前p的名称为：%s,年龄为：%d\n",p->name,p->age);

    free(p->name); // 一定要先翻译p->name,如果先释放p,会导致内存泄露
    free(p);

}

运行结果：

1.7 结构体作为函数的参数

下面有两个方法用于打印结构体成员变量的值

// 结构体作为函数的参数
void structUseDemo5(struct man m) {
    //在栈中会有类似这样的代码m = a;

    printf("%s,%d\n",m.name,m.age);

}

// 1.不要把结构体作为函数的参数传递进去，因为这涉及到形参的拷贝，推荐传递结构体的指针
// 2.由于传递的是结构体的地址，const可以保护实参的值不被修改
void structUseDemo6(const struct man *m) {

    printf("%s,%d\n",m->name,m->age);

}

二.联合体

联合union是一个能在同一个存储空间存储不同类型数据的类型。

联合体所占的内存长度等于其最长成员的长度，也有叫做共用体。

联合体虽然可以有多个成员，但同一时间只能存放其中一种。

联合体变量的任何一个成员赋值，都会影响到其它成员。

三.枚举

enum mysex { man = , woman }; // 说明了一个枚举 ,可以为其指定一个默认值，man = 5,woman就是6，依此类推

void enumUseDemo1(void) {

    struct man m;
    strcpy(m.name,"佐助");
    m.age = ;
    m.sex = man;

    printf("%d\n",man);

}

// 输出为5.

四.typedef

typedef是一种高级数据特性，可以用于定义一个新的数据类型

typedef unsigned char BYTE

1与#define不同，typedef仅限于数据类型，而不是能是表达式或具体的值。

2typedef是编译器处理的，而不是预编译指令

3typedef比#define更灵活

直接看typedef好像没什么用处，使用BYTE定义一个unsigned char。使用typedef可以增加程序的可移植性。

typedef struct man M; // 说明了一个新的数据类型，名字叫M
typedef unsigned char BYTE; // 说明了Byte这种数据类型
typedef short NUM;

void typedefUseDemo(void)
{

    M m;
    m.age = ;
    BYTE a;

}