结构体、共同体、枚举

一、结构体struct1. 为什么需要结构体基本数据类型int、float、char等无法描述复杂对象如学生包含姓名、年龄、分数、电话、地址等。结构体允许将不同类型的数据组合在一起形成一个新的数据类型用于描述现实世界的实体。2. 结构体类型的定义struct 结构体名 { 成员列表; // 每个成员可以是任意数据类型基本类型、数组、指针、甚至其他结构体 };示例struct student { char name[20]; int age; float score; };末尾分号;必须写。3. 结构体变量的定义方式方式一先定义类型再定义变量struct student s; // 定义变量 struct student arr[10]; // 定义数组 struct student *p; // 定义指针方式二定义类型的同时定义变量struct student { char name[20]; int age; float score; } s {tom, 18, 99.5}; // 若在全局则为全局变量方式三直接定义结构体变量匿名结构体类型只用一次struct { char name[20]; int age; float score; } s {tom, 18, 99.5};4. 结构体变量的初始化按成员顺序依次初始化用大括号。给结构体输入数据只能给到具体的成员变量 struct student s {tom, 18, 99.5};也可以在定义后逐个成员赋值但字符串需要strcpy。5. 结构体成员的访问使用.运算符结构体变量 结构体变量名.结构体成员变量名s.name // 访问 name 成员 s.age 20; strcpy(s.name, jerry);使用-运算符结构体指针 结构体类型指针-结构体成员变量名struct student *p s; p-age 19; // 等价于 (*p).age strcpy(p-name, alice);练习、6. 结构体大小内存对齐 ——重要考点对齐规则每个成员在自身自然边界对齐先考虑结构体成员变量的对齐char任意地址short地址能被2整除int地址能被4整除long地址能被4整除32位系统或864位double地址能被8整除整个结构体的大小必须是最大成员对齐数的整数倍。以成员中最大那个成员来对齐示例struct A { char a; // 1字节偏移0 int b; // 4字节偏移需为4补3字节偏移4~7 short c; // 2字节偏移8~9总大小10但需对齐到最大成员4的倍数补2字节 → 12 }; // sizeof(struct A) 12对齐目的提高CPU访问效率以空间换时间。二、共用体union1. 为什么需要共用体多个成员共享同一块内存空间同一时刻只能使用其中一个成员用于节省内存或实现“多态”数据存储。2. 共用体的定义union 共用体名 { 成员列表; };示例union demo { int a; float b; char c; };3. 共用体的特点重点① 大小共用体的大小是 最大的成员的大小sizeof(union demo) max(sizeof(int), sizeof(float), sizeof(char)) 4通常② 初始化共用体初始化时只能给一个值这个值是给第一个成员union demo u {10}; // 给 a 赋值为 10③ 成员起始地址相同所有成员的起始地址都相同都从共用体的首地址开始。④ 赋值覆盖给某个成员赋值会覆盖其他成员的值因为共享空间。最终值取决于最后赋值的成员。练习1、练习2、赋值覆盖4. 典型应用判断大小端解释小端低地址存低字节int1 在内存中为01 00 00 00char取第一个字节为 1。大端低地址存高字节内存为00 00 00 01char取第一个字节为 0。5. 共用体与结构体结合 —— 节省空间struct member { char name[20]; int age; union { float score; // 学生用 float salary; // 教师用 } data; };同一时刻要么用 score要么用 salary不会同时使用因此共用空间。6. 数据转换应用IP 地址将 32 位整数与点分十进制字符串相互转换可用共用体实现。注意:有了共用体类型则定义 共用体 变量定义 共用体 指针变量定义 共用体 数组作为函数的形参作为函数返回值类型三、枚举enum1. 为什么需要枚举变量的取值只有有限的几种可能如红绿灯状态、星期几。用枚举提高代码可读性避免使用“魔数”如 0, 1, 2。2. 枚举的定义enum 枚举名 { 枚举常量1, 枚举常量2, ... };示例enum light { CMD_RED, CMD_GREEN, CMD_YELLOW };3. 枚举的特点① 枚举常量的值默认从 0 开始依次递增。可以手动指定值指定了值之后后续常量的值接着这个值依次发生变化enum color { RED 1, GREEN, // 自动为 2 YELLOW // 自动为 3 };② 枚举类型最终实际是用int型来实现练习1、红绿灯4. 枚举 vs 宏定义#define都能实现 代码可读性提升枚举类型 --- 是有类型的 --- 发挥作用是在程序编译宏定义 --- 没有类型的 --- 是在预处理阶段四、作业巩固练习作业1日期类型struct date要求封装函数从终端接收年月日信息。封装函数判断该年是否为闰年。封装函数获得该日期是该年的第几天。封装函数获得该年剩余的天数。作业2学生类型struct student包含姓名、性别、年龄、成绩要求封装函数从终端接收 n 个学生信息存放到堆区动态分配内存。封装函数将所有学生信息打印。五、总结类型关键字特点用途结构体struct成员各自独立大小 ≥ 成员大小之和对齐描述复杂对象共用体union成员共享同一内存同一时刻只能用一个节省内存类型转换判断大小端枚举enum将有限个整数值用名字表示提高可读性表示状态、选项等