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涉及到的知识点有：
一、结构体
1、定义结构体struct和初始化、2、访问结构体中的成员、3、结构体的内存对齐模式、4、结构体中元素的位字段、
5、结构体中的数组、6、结构体的嵌套、7、结构体的赋值、8、通过指针访问结构体成员(即指向结构体的指针)、
9、通过指针访问结构体数组(即指向结构体数组的指针)、10、结构体变量的指针成员与浅拷贝、深拷贝的操作(即结构中的数组成员和指针成员)。
二、联合体
三、枚举类型
1、c语言中枚举的定义、2、改变枚举的默认值。
四、typedef
课堂练习：在堆中处理结构体的指针成员。
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之前学过的数据类型叫做基本数据类型，也叫做单一数据类型。
例如：整型、浮点型、指针类型。
结构体、联合体、枚举类型、typedef叫做符合类型。
一、结构体
1、定义结构体struct和初始化
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01、定义结构体struct不初始化
vs2017下示例代码如下：
1 #include <stdio.h> 2 #include <string.h> 3 #pragma warning(disable:4996) 4 5 struct student 6 { 7 char name[100]; 8 int age; 9 }; 10 11 int main() 12 { 13 auto struct student st; //定义了一个student类型的结构体变量，名字叫st。不初始化成员变量的值。 14 //st.name = "刘德华"; //不能这么写，因为name是一个数组名，是一个数组变量，而"刘德华"是常量。 15 strcpy(st.name, "刘德华"); 16 st.age = 20; 17 printf("name = %s, age = %d\n", st.name, st.age); //name = 刘德华, age = 20 18 19 return 0; 20 }
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02、定义结构体struct并初始化
vs2017下示例代码如下：
1 #include <stdio.h> 2 #include <string.h> 3 #pragma warning(disable:4996) 4 5 struct student 6 { 7 char name[100]; 8 int age; 9 }; 10 11 int main01() 12 { 13 auto struct student st = { "周星驰", 40 }; //定义了一个student类型的结构体变量，名字叫st。并同时初始化成员变量的值。 14 printf("name = %s, age = %d\n", st.name, st.age); //name = 周星驰, age = 40 15 16 return 0; 17 } 18 19 int main02() 20 { 21 auto struct student st = { "周杰伦" }; //定义了一个student类型的结构体变量，名字叫st。并同时初始化成员变量的值。 22 printf("name = %s, age = %d\n", st.name, st.age); //name = 周杰伦, age = 0 23 24 return 0; 25 } 26 27 int main03() 28 { 29 auto struct student st = { 0 }; //定义了一个student类型的结构体变量，名字叫st。并同时初始化成员变量的值。 30 printf("name = %s, age = %d\n", st.name, st.age); //name = , age = 0 31 32 return 0; 33 } 34 35 int main() 36 { 37 auto struct student st = { .age = 30, .name = "张学友" }; //定义了一个student类型的结构体变量，名字叫st。并同时初始化成员变量的值。 38 printf("name = %s, age = %d\n", st.name, st.age); //name = 张学友, age = 30 39 40 return 0; 41 }
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2、访问结构体中的成员
. 点操作符
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3、结构体的内存对齐模式
编译器在编译一个结构的时候采用内存对齐模式。
结构体总是以最大的成员变量作为对齐单位。（即一个结构体变量的成员总是以最大的那个元素作为对齐单位的。）
结构体对齐说明，如下图所示：
结构体成员出现的先后顺序不同，导致结构体会占用不同的内存，如下图所示：
如果结构体成员出现数组，那么是以数组的具体每个成员作为对齐标准。（即：不会以数组本身的大小作为对齐单位的。）
如果一个结构体中所有成员都是一种类型，那么这个结构体变量在内存中就基本和一个数组类似了。
结构体变量的地址就是这个结构体首元素的地址。
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vs2017下示例代码如下：
1 #include <stdio.h> 2 3 struct D 4 { 5 char a[10]; 6 char b; 7 }; 8 9 struct E 10 { 11 char a1; 12 short a2; 13 int a3; 14 }; 15 16 //结构体对齐小规律：总是以2的倍数字节对齐的，因为计算机是二进制的，且c语言里面没有3个字节的数据。 17 //1个字节，2个字节，4个字节，8个字节。1个字节可以等同于占用2个字节。 18 struct F 19 { 20 char a1; 21 short a2; 22 int a3; 23 short a4; 24 char a5; 25 }; 26 27 int main() 28 { 29 struct D d = { 0 }; 30 printf("%u\n", sizeof(d)); //11 31 32 char *s = (char *)&d; //结构体D *类型和char *类型不兼容，需要强转。 33 s[0] = 'a'; 34 s[1] = 'b'; 35 s[10] = 'c'; 36 printf("%s%c\n", d.a, d.b); //abc 37 //由以上可知，所有的数据类型，都可以把它抽象成一个char的数组。包括结构体变量也不例外。 38 //但是呢结构体变量本身也是个变量，所以不能直接把它当数组名来用，必须要取地址。 39 printf("%p, %p, %p\n", &d, d.a, &s[0]); //00CFF9A4, 00CFF9A4, 00CFF9A4 40 //结构体变量的地址就是这个结构体首元素的地址。 41 42 //可以通过指针来利用被闲置的内存。 43 struct E e = { 1, 2, 3 }; 44 s = &e; 45 s[1] = 10; 46 printf("%p\n", &e); //可以通过调试的方法看下内存。 47 48 return 0; //在这一行加一个断点。 49 }
结构体对齐小规律：总是以2的倍数字节对齐的。如下图所示：
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4、结构体中元素的位字段
定义一个结构体的时候可以指定具体元素的位长。
小知识补充：
一个字节的二进制表示的最大整数和最小整数是多少？
首先分清楚8个bit可以表示256种可能，但是表现为无符号的整数时是0到255，因为0到255共计256个数。
无符号位时：
无符号的正数的最大值：max = 1111 1111 = 2^8 - 1 = +255
无符号的正数的最小值：min = 0000 0000 = 2^0 = 1 = +0
有符号位时：
注意：在计算机内部，正数和负数都是以补码的方式存放的。又因为正数的补码是其本身，所以简言之：所有的负数都是以补码的方式存放的。
而打印的时候是以原码输出的。
有符号的正数的最大值：max = 0111 1111 = (2^8) / 2 - 1 = +127
有符号的负数的最小值：min = 1000 0000 = -128
-128到127共计256个数。
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vs2017下示例代码如下：
1 #include <stdio.h> 2 struct A 3 { 4 unsigned char a : 2; //a有2个bit大小。无符号：00~11 0~3 5 unsigned char b : 4; //b有4个bit大小。无符号：0000~1111 0~15 6 char c : 4; //c有4个bit大小，有符号：最高位是符号位 -8~7 7 char d; //d有8个bit大小，有符号：最高位是符号位 -128~127 8 }; 9 10 //结构体位字段的应用：霓虹灯管、音乐喷泉。每个小灯只有两种状态：亮或灭。 11 //硬件特别差的情况下使用c语言写程序。 12 struct B 13 { 14 unsigned char a1 : 1; 15 unsigned char a2 : 1; 16 unsigned char a3 : 1; 17 unsigned char a4 : 1; 18 unsigned char a5 : 1; 19 unsigned char a6 : 1; 20 unsigned char a7 : 1; 21 unsigned char a8 : 1; 22 }; 23 24 struct C 25 { 26 char a1 : 1; 27 int a2 : 1; //这样写是不合理的！ 28 }; 29 30 int main() 31 { 32 struct A a; 33 a.a = 5; 34 printf("%x\n", a.a); //101-->01-->1(无符号的16进制的1) 35 a.b = 16; 36 printf("%x\n", a.b); //1 0000-->0000-->0(无符号的16进制的0) 37 a.c = 13; //1101 38 printf("%d\n", a.c); //1101-->最高位为符号位，-101-->-3(有符号的10进制-3) 39 a.d = 13; 40 printf("%d\n", a.d); //13(有符号的10进制13) 41 42 struct B b; 43 printf("%u\n", sizeof(b)); //1 44 b.a1 = 1; 45 b.a2 = 0; 46 b.a3 = 1; 47 b.a4 = 0; 48 b.a5 = 1; 49 b.a6 = 0; 50 b.a7 = 1; 51 b.a8 = 0; 52 53 struct C c; 54 printf("%u\n", sizeof(c)); //8 因为是以int对齐的。 55 56 return 0; 57 }
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5、结构体中的数组
结构体既可以定义变量，又可以定义数组！
对于cpu来讲，处理int的效率是最高的，但是int比char要多占内存而已。如下例子：
int i; //由于i < 100;按道理来讲，我们应该定义为char i;的，但是我们却不这样做，原因如上，且i是栈变量，只是在内存中呆一会就会消失的。
for(i = 0 ; i < 100; i++)
{
}
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vs2017下示例代码如下：
1 #include <stdio.h> 2 #include <string.h> 3 #pragma warning(disable:4996) 4 5 struct student 6 { 7 char name[20]; 8 unsigned char age; 9 int sex; 10 }; 11 12 int main() 13 { 14 struct student st[3]; //这句话的意思是：定义一个结构体数组，有3个成员，每个成员类型都是struct student的。 15 //可以通过strcpy来进行赋值。 16 //strcpy(st[0].name, "刘德华"); 17 18 //也可以使用手动输入赋值。 19 //scanf("%s", &st[0].name); //等价于scanf("%s", st[0].name); 20 //scanf("%d", &st[0].age); 21 //scanf("%d", &st[0].sex); 22 //printf("%s, %d, %d\n", st[0].name, st[0].age, st[0].sex); 23 24 //用循环给每个结构体数组成员赋值 25 int i; 26 for (i = 0; i < 3; i++) 27 { 28 printf("please input name "); 29 scanf("%s", st[i].name); //等价于scanf("%s", &st[0].name); 30 printf("please input age "); 31 scanf("%d", &st[i].age); 32 printf("please input sex "); 33 scanf("%d", &st[i].sex); 34 } 35 36 for (i = 0; i < 3; i++) 37 { 38 if (st[i].sex == 1) 39 { 40 printf("%s, %d, 男\n", st[i].name, st[i].age); 41 } 42 else 43 { 44 printf("%s, %d, 女\n", st[i].name, st[i].age); 45 } 46 } 47 48 return 0; 49 }
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//也可以定义一个结构体数组的同时进行初始化
struct student st[3]; //这句话的意思是：定义一个结构体数组，有3个成员，每个成员类型都是struct student的。 struct student st[3] = { {"刘德华", 20, 1}, {"安倍", 30, 0}, {"苍老师", 25, 0} }; 输出结果是： 刘德华, 20, 男 安倍, 30, 女 苍老师, 25, 女 struct student st[3] = { {"刘德华", 20, 1}, {"安倍", 30, 0} }; 输出结果是： 刘德华, 20, 男 安倍, 30, 女 , 0, 女 struct student st[] = { {"刘德华", 20, 1}, {"安倍", 30, 0} }; //此时循环条件需要变一下。如下： for (i = 0; i < sizeof(st) / sizeof(st[0]); i++) { }
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//小练习：把一个结构体数组按照年龄大小排序。
//方法：使用冒泡排序结构体数组。
vs2017下示例代码如下：
1 #include <stdio.h> 2 #include <string.h> 3 #pragma warning(disable:4996) 4 5 struct student 6 { 7 char name[20]; 8 unsigned char age; 9 int sex; 10 }; 11 12 void swap_str(char *a, char *b) 13 { 14 char tmp[20] = { 0 }; 15 strcpy(tmp, a); 16 strcpy(a, b); 17 strcpy(b, tmp); 18 } 19 20 void swap_int(int *a, int *b) 21 { 22 int tmp = *a; 23 *a = *b; 24 *b = tmp; 25 } 26 27 int main() 28 { 29 struct student st[] = { { "刘德华", 54, 1 }, { "苍井空", 23, 0 }, { "陈冠希", 56, 1 } }; 30 int i, j; 31 for (i = 0; i < sizeof(st) / sizeof(st[0]); i++) 32 { 33 for (j = 1; j < sizeof(st) / sizeof(st[0]) - 1; j++) 34 { 35 if (st[j].age < st[j - 1].age) 36 { 37 swap_str(st[j].name, st[j - 1].name); 38 swap_int(&st[j].age, &st[j - 1].age); 39 swap_int(&st[j].sex, &st[j - 1].sex); 40 } 41 } 42 } 43 44 for (i = 0; i < sizeof(st) / sizeof(st[0]); i++) 45 { 46 if (st[i].sex == 1) 47 { 48 printf("%s, %d, 男\n", st[i].name, st[i].age); 49 } 50 else 51 { 52 printf("%s, %d, 女\n", st[i].name, st[i].age); 53 } 54 } 55 56 return 0; 57 } 58 输出结果是： 59 苍井空, 23, 女 60 刘德华, 54, 男 61 陈冠希, 56, 男
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6、结构体的嵌套
一个结构的成员还可以是另外一个结构体类型。
vs2017下示例代码如下：
1 #include <stdio.h> 2 3 struct A 4 { 5 char a1; 6 }; 7 8 struct B 9 { 10 struct A a; 11 char a2; //如下图所示： 12 int a1; 13 }; 14 15 //error C2016 : C 要求一个结构或联合至少有一个成员。 16 //但是在c++中，下面这个语法是成立的。大小为1个字节。 17 /* 18 struct D 19 { 20 21 }; 22 */ 23 24 //注意与上面的区别： 25 struct A1 26 { 27 int a1; 28 char a2; 29 }; 30 31 struct A2 32 { 33 struct A1 a1; 34 char a2; //上面结构体变量是作为一个整体存在的，占用了8个字节。不可能把a2补到结构体a1的后面去的，所以此时的a2是单独的一个对齐单位。如下图所示： 35 int a3; 36 }; 37 38 int main() 39 { 40 struct B b; 41 printf("%u\n", sizeof(b)); //8 42 b.a.a1= 1; 43 b.a2 = 2; 44 printf("%p\n", &b.a.a1); //005FF8B4 45 46 struct A2 a2; 47 printf("%u\n", sizeof(a2)); //16 48 49 return 0; 50 }
如下图所示：结构体嵌套说明
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7、结构体的赋值
结构体变量之间的赋值就是简单的结构体变量之间的内存拷贝。
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8、通过指针访问结构体成员(即指向结构体的指针)
-> 操作符
(*p).a 等同于 p->a
vs2017下示例代码如下：
1 #include <stdio.h> 2 #include <string.h> 3 #pragma warning(disable:4996) 4 5 struct student 6 { 7 char name[20]; 8 int age; 9 }; 10 11 int main() 12 { 13 struct student st1 = { "abc", 30 }; 14 struct student st2; 15 st2 = st1; //结构体变量之间的赋值就是简单的结构体变量之间的内存拷贝。等价于下句： 16 //memcpy(&st2, &st1, sizeof(st1)); 17 printf("%s, %d\n", st2.name, st2.age); //abc, 30 18 19 struct student *p; 20 p = &st1; //通过指针访问结构体成员(即指向结构体的指针) 21 //strcpy((*p).name, "hello"); 22 //(*p).age = 50; 23 strcpy(p->name, "hello"); 24 p->age = 50; 25 printf("%s, %d\n", st1.name, st1.age); //hello, 50 26 27 return 0; 28 }
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9、通过指针访问结构体数组(即指向结构体数组的指针)
vs2017下示例代码如下：
1 #include <stdio.h> 2 #include <string.h> 3 #pragma warning(disable:4996) 4 5 struct student 6 { 7 char name[20]; 8 int age; 9 }; 10 11 int main() 12 { 13 struct student st[3] = { { "张三", 34 }, { "李四", 52 }, { "王二麻子", 82 } }; 14 struct student *p = st; 15 p->age = 100; 16 p++; 17 p->age = 200; 18 p--; 19 20 int i; 21 for (i = 0; i < 3; i++) 22 { 23 printf("%s, %d\n", p[i].name, p[i].age); 24 } 25 26 return 0; 27 }
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10、结构体变量的指针成员与浅拷贝、深拷贝的操作(即结构中的数组成员和指针成员)
一个结构中可以有数组成员，也可以有指针成员；
如果是指针成员，结构体成员在初始化和赋值的时候就需要提前为指针成员分配内存！
vs2017下示例代码如下：
1 #include <stdio.h> 2 #include <string.h> 3 #pragma warning(disable:4996) 4 5 struct student 6 { 7 char name[20]; 8 int age; 9 }; 10 11 struct man 12 { 13 char *name; 14 int age; 15 }; 16 17 //浅拷贝。 18 int main() 19 { 20 struct student st = { 0 }; 21 struct student st1 = { 0 }; 22 strcpy(st.name, "刘德华"); 23 st.age = 30; 24 st1 = st; //结构体变量之间的赋值就是简单的结构体变量之间的内存拷贝。 25 printf("%s, %d\n", st1.name, st1.age); //刘德华, 30 26 27 struct man m = { 0 }; //m里面的name是什么？答：是空指针null。没有指向有效地址，就不能进行strcpy的操作。用堆内存解决如下： 28 struct man m1 = { 0 }; 29 m.name = calloc(20, sizeof(char)); //因为struct man里面的name是char *，即通过堆内存分配空间的地址编号给它，它才能进行strcpy的操作。 30 strcpy(m.name, "张学友"); 31 m.age = 40; 32 33 m1 = m; //浅拷贝。结构体变量之间的赋值就是简单的结构体变量之间的内存拷贝。 34 free(m.name); //把m.name释放掉了，m1就指向了一块未知的空间了。变成野指针了。输出就变成未知的了。 35 printf("%s, %d\n", m1.name, m1.age); //葺葺葺葺葺葺葺葺葺葺葺葺
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