结构体

• 结构体类型的存储区里包含多个子存储区，每个子存储区可以用来记录对应的信息
  • 子存储区（成员变量）可以是不同的数据类型，也可以是结构体类型的
  • 结构体声明语句用来创建结构体类型，需要使用struct关键字
    • 结构体类型名称由关键字struct和结构体名称一起构成
  • 结构体成员变量声明语句不会分配内存，只是用来表示存储区的类型和名称
  • C语言结构体中不可以包含函数
• 结构体类型可以在头文件里声明
• 结构体作为数据类型定义变量时，这种变量叫做结构体变量，变量会被分配内存，可以存储数据

typedef关键字

typedef关键字可以用来给数据类型起别名，别名可以提到原来的类型名称使用

/*声明结构体数据类型*/
struct student{
    int age;
    char name[32];
};
/*定义结构体数据类型变量*/
struct student stu1 = {"18","liming"};
/*struct student相当于int的作用，可以使用typedef给struct student起个别名*/
typedef struct student Student;
Student stu2;			//相当于strust student stu2;
stu2.age = 18;
strcpy(stu2.name,"lisi");//需要include <string.h>
printf("age:%d\nname:%s\n",stu2.age,stu2.name);
/*输出结果
cwork$./a.out 
age:18
name:lisi
*/

typedef unsigned int u32;	//给unsigned int起一个别名u32
typedef struct _PERSON{
	char name[64];
	int age;
}Person;					//给struct _PERSON起一个别名Person

void test(){
	u32 val; 		//相当于 unsigned int val;
	Person person;	//相当于 struct PERSON person;
}

结构体和函数

• 结构体作为参数
  • 可以直接使用结构体类型作为参数向函数中传递数据
    • 直接使用结构体类型的形式参数就会造成时间和空间的浪费
    • 使用结构体指针类型的形式参数可以避免这种浪费
  • 使用结构体指针作为形式参数的适合尽量使用const关键字声明
• 结构体作为返回值
  • 可以把结构体类型的变量直接作为返回值使用，这样可以从被调用函数向调用函数传递结构体数据
    • 函数的调用过程会发生结构体内容的复制，更会造成时间和空间上的狼覅额
    • 使用结构体存储区的地址作为返回值可以避免这个问题
    • 不可以把非静态局部结构体存储区的地址作为返回值使用，因为函数执行完成后，其中的局部变量就释放了

内存对齐补齐

C语言中的内存对齐（Memory Alignment）是指在内存中分配数据时，将数据放置在特定的地址上，以使得数据的访问更加高效。对齐的规则通常取决于所使用的硬件架构和编译器。

对齐的原因

1. 提高数据访问速度：许多处理器在访问未对齐的内存时效率较低。对齐的数据可以使得处理器一次访问所需的数据，从而提高性能。
2. 防止硬件异常：某些处理器在访问未对齐的内存时可能会产生硬件异常或错误。

补齐（Padding）是在结构体或数组等复合数据类型中，为了实现对齐而在数据成员之间或数据成员之后插入的额外字节。补齐通常发生在数据成员的大小和其对齐要求不匹配的情况下。

例如，考虑以下C语言的结构体：

struct Example {  
    char a;      // 1 byte  
    int b;       // 4 bytes  
    short c;     // 2 bytes  
};

假设我们的系统要求 int 类型数据必须 4 字节对齐，那么编译器可能会在 char a 后面插入 3 个字节的补齐，以确保 int b 从 4 字节边界开始。同样地，编译器也可能在 int b 和 short c 之间插入 2 个字节的补齐，以确保 short c 从 2 字节边界开始。因此，整个 struct Example 的大小可能大于其数据成员大小的总和。

为了避免不必要的内存浪费，程序员通常需要了解其所使用的硬件和编译器的对齐规则，并据此设计数据结构。在某些情况下，可以使用编译器指令或特性来控制对齐行为。

#pragma pack(2)，结构体的有效对齐值为pack(n)指定和最大成员长度中较小者；

联合体

• 联合也是用来创建新的数据类型
  • 联合类型需要先声明才能使用
  • 声明联合类型使用union关键字
  • 联合成员变量对应的存储区在内存里互相重叠
  • 联合成员变量开始的地址都一样
• 联合变量的大小就是它占用空间最大的成员变量大小
• 联合变量可以当作多种不同类型变量使用

#include<stdio.h>
int main(){
    typedef union{
        char a;
        short b;
        int c;
    }A_t;
    A_t data = {.c = 0x12345678};
    printf("0x%hhd",data.a);	//输出0x78
    printf("0x%hd",data.b);		//0x5678
    printf("0x%d",data.c);		//0x12345678
    return 0;
}

/*数据传输，计算机接收和发送数据*/
union msg{
	unsigned char msg[48];
    struct cmd{
        unsigned char head[4];
        unsigned char data[40];
        unsigned char tail[4];
    }cmd_info;
}
/*可以用msg来接收数据，然后用cmd_info来读取数据*/

枚举

枚举是一个有限整型常量的列表，每个枚举值都是一个符号常量

默认从0开始，向后依次加一

enum COLOR{RED , GREEN , BLUE , YELLOW};
printf("%d,%d,%d,%d\n",RED,GREEN,BLUE,YELLOW);
/*输出结果为0,1,2,3*/

可以通过赋值改变枚举的值，没有赋值的枚举值 = 前一个枚举值 + 1

enum COLOR{RED , GREEN = 200 , BLUE , YELLOW};
printf("%d,%d,%d,%d\n",RED,GREEN,BLUE,YELLOW);
/*输出结果为0,200,201,202*/

枚举的作用是提高代码可读性