内容提要
- 构造类型
- 结构体
- 共用体/联合体
构造类型
数据类型
- 基本类型/基础类型/简单类型
- 整型
- 短整型：short -- 2字节
- 基本整型：int -- 4字节
- 长整型：long -- 32位系统4字节/ 64位系统8字节
- 长长整型：long long 8字节（大多数现代机器，旧机器可能超过8字节），C99新增
- 注意：以上类型又分为signed(默认) 和 unsigned
- 浮点型
- 单精度型：float --4字节
- 双精度型：double --8字节
- 长双精度型：long double -- 16字节（视平台而定），C99新增
- 字符型： char --1字节
- 整型
- 指针类型
- 数据类型*：32位系统4字节，64位系统8字节
- void*：通用指针类型（万能指针）32位系统4字节，64位系统8字节
- 空值类型
- void：无返回值，无形参（不能修饰变量）
- 构造类型（自定义类型）
- 结构体类型：struct
- 共用体/联合体类型：union
- 枚举类型：enum
结构体
结构体定义【定义类型】
-
**定义：**自定义数据类型的一种，关键字struct。
-
语法：
cstruct 结构体名 // 结构体名：自定义的数据类型名字 类似于int,double之类的 { 数据类型1 成员名称1; // 结构体中的变量叫做成员 数据类型2 成员名称2; ... };注意：结构体中定义的变量，称之为成员变量（成员属性）
-
格式说明：
- 结构体名：合法的标识符，建议首字母大写（所谓的结构体名，就是自定义类型的类型名称）
- 数据类型n：C语言支持的所有类型（包括函数，函数在这里用函数指针表示）
- 成员名称n：合法的表示，就是变量的命名标准
- 数据类型n 成员名称n：类似于定义变量，定义了结构体中的成员
-
注意：
-
结构体在定义的时候，成员不能赋值，示例：
cstruct Cat { int age = 5; // 错误，结构体定义的时候，并未在内存中申请空间，因此无法进行赋值 double height; // 正确 void (*run)(void);// 正确 };
-
-
常见的定义格式：
-
方式1：常规定义（命名结构体，只定义数据类型）
cstruct Student { int num; // 学号 char name[20]; // 姓名 char sex; // 性别 int age; // 年龄 char address[100]; // 籍贯 void (*info)(void);// 信息输出（函数指针） }; -
方式2：匿名结构体（常用于作为其他结构体的成员使用）
cstruct Dog // 命名结构体 { char *name; // 姓名 int age; // 年龄 struct // 匿名结构体 { // 定义结构体时不能省略成员，否则编译报错 int year; // 年 int month;// 月 int day; // 日 } bithday; // 年龄，匿名结构体一定要提供成员名称，否则无法访问 };注意：定义匿名结构体的同时必须定义结构体成员，否则编译报错；结构体可以作为另一个结构体的成员。
总结：
- 结构体可以定义在局部位置（函数作用域、块作用域），也可以定义在全局位置（推荐，可以复用）
- 全局位置的结构体名和局部位置的结构体名可以相同，遵循就近原则（和变量的定义同理）
-
结构体类型的使用：
利用结构体类型定义变量、数组，也可以作为函数的返回值和参数；结构体类型的使用与基本数据类型的使用类似。
-
结构体变量定义【定义变量】
三种形式定义结构体变量
说明： 结构体变量也被称作结构体对象或者结构体实例。
-
第一种方式：
① 先定义结构体（定义数据类型）
② 然后定义结构体变量（定义变量）
示例：
c// 定义结构体（定义数据类型） struct A { int a; char b; }; // 定义结构体实例/变量（定义变量） struct A x; // A就是数据类型，x就是变量名 struct A y; // A就是数据类型，y就是变量名 -
第二种方式：
① 在定义结构体的同时，定义结构体变量（同时定义数据类型和变量）
语法：
cstruct 结构体名 { 数据类型1 数据成员1; ... } 变量列表;示例：
cstruct A { int a; char b; } x, y; // A就是数据类型，x,y就是变量名此时定义了一个结构体，x和y就是这个结构体类型的变量。
-
第三种方式：
① 在定义匿名结构体的同时，定义结构体变量。
示例：
cstruct { int a; char b; } x, y;此时定义了一个没有名字的结构体（匿名结构体）,x，y是这个结构体类型的变量。
匿名结构体
- 优点：少写一个结构体名称
- 缺点：只能使用一次，定义结构体类型的同时必须定义变量。
- 应用场景：
- 当结构体的类型只需要使用一次，并且定义类型的同时定义了变量。
- 作为其他结构体的成员使用。
定义结构体同时变量初始化
说明：定义结构体的同时，定义结构体变量并初始化
c
struct Cat
{
int age;
char color[20];
} cat;- 结构体成员部分初始化，大括号不能省略
- 结构体成员，没有默认值，是随机值，和局部作用域的变量一致。
案例：
c
/*************************************************************************
> File Name: demo01.c
> Author: rch
> Description:
************************************************************************/
#include <stdio.h>
/**
* 先定义结构体，再定义结构体变量（实例）
*/
void fun1()
{
// 定义结构体
struct A
{
int a;
char b;
};
// 定义结构体变量
struct A x;
struct A y;
struct A x1,y1;
}
/**
* 定义结构体的同时定义结构体变量
*/
void fun2()
{
struct A
{
int a;
char b;
} x,y;
struct A z;
struct A x1,y1;
}
/**
* 定义匿名结构体的同时定义结构体变量
*/
void fun3()
{
struct
{
int a;
char b;
} x,y;
struct
{
int a;
char b;
} z;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
fun1();
fun2();
fun3();
return 0;
}结构体变量的使用【变量使用】
结构体变量访问成员
-
语法：
c结构体变量名(实例名).成员名;① 可以通过访问成员进行赋值（存数据）
② 可以通过访问成员进行取值（取数据）
-
结构体变量未初始化，结构体成员的值是随机的（和局部作用域的变量和数组同理）
结构体变量定义时初始化成员
- 建议用大括号
{}标明数据的范围。 - 结构体成员初始化，可以部分初始化（和数组类似），部分初始化时一定要带大括号标明数据范围。未初始化的成员使用清零操作。
案例
c
/*************************************************************************
> File Name: demo01.c
> Author: rch
> Description:
> Created Time: 2025-08-01 10:47:18
************************************************************************/
#include <stdio.h>
/** 定义全局的结构体，方便被多个函数访问*/
struct Dog
{
char *name; // 名字
int age; // 年龄
char sex; // 性别 M:公，W:母
void (*eat)(void); // 吃狗粮
};
void eat()
{
printf("狗狗正在吃狗粮！\n");
}
/**
* 方式1：先定义，再初始化 ---> 结构体变量访问成员
*/
void fun1()
{
// 定义结构体变量
struct Dog dog;
// 结构体变量成员赋值
dog.name = "旺财";
dog.age = 5;
dog.sex = 'M';
dog.eat = eat;
// 结构体变量成员访问
printf("%s,%d,%c\n", dog.name, dog.age, dog.sex);
// 访问成员方法（函数）
dog.eat();
}
/**
* 方式2：定义的同时初始化，给变量成员初始化
*/
void fun2()
{
// 定义结构体变量的同时，给变量成员初始化
struct Dog d1 = {"旺财", 5, 'M', eat}; // 完整初始化，按照顺序赋值
struct Dog d2 = {.name = "莱德", .sex = 'M'}; // C99之后，支持部分成员初始化，未初始化的成员自动填充0
struct Dog d3 = {"旺财"}; // C99之后，可以默认初始化第一个成员，其他成员用0填充
// 结构体变量成员访问
printf("%s,%d,%c\n", d1.name, d1.age, d1.sex);
printf("%s,%d,%c\n", d2.name, d2.age, d2.sex);
printf("%s,%d,%c\n", d3.name, d3.age, d3.sex);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
fun1();
printf("\n------------\n");
fun2();
return 0;
}结构体数组的定义【数组定义】
什么时候需要结构体数组
比如：我们需要管理一个学生对象，只需要定义一个struct Student yifanjiao;
假如：我们需要管理一个班的学生对象，此时就需要定义一个结构体数组struct Student stus[50];
定义
存放结构体实例的数组，称之为结构体数组。
四种形式定义结构体数组
-
第一种方式：
c// 第一步：定义一个结构体数组 struct Student { char *name; // 姓名 int age; // 年龄 float scores[3]; // 三门课程的成绩 } stus[3]; // 第二步：赋值 stus[0].name = "张三"; stus[0].age = 21; stus[0].scores[0] = 89; stus[0].scores[1] = 99; stus[0].scores[2] = 87; stus[1].name = "李四"; stus[1].age = 22; stus[1].scores[0] = 66; stus[1].scores[1] = 77; stus[1].scores[2] = 88; -
第二种方式：
c// 第一步：定义一个学生结构体（定义数据类型） struct Student { char *name; // 姓名 int age; // 年龄 float scores[3]; // 三门课程的成绩 }; // 第二步：定义结构体实例（定义结构体实例） struct Student zhangsan = {"张三", 21, {89,99,87}}; struct Student lisi = {"李四", 22, {66,77,88}}; // 第三步：定义结构体数组 struct Student stus[] = {zhangsan, lisi}; -
第三种方式：
c// 第一步：定义一个学生结构体（定义数据类型） struct Student { char *name; // 姓名 int age; // 年龄 float scores[3]; // 三门课程的成绩 }; // 第二步：定义结构体数组并初始化成员 struct Student stus[] = { {"张三", 21, {89,99,87}}, {"李四", 22, {66,77,88}} }; -
第四种方式：
c// 第一步：定义一个结构体数组，并初始化 struct Student { char *name; // 姓名 int age; // 年龄 float scores[3]; // 三门课程的成绩 } stus[] = { {"张三", 21, {89,99,87}}, {"李四", 22, {66,77,88}} };
结构体数组的访问【数组访问】
语法：
c
结构体成员.成员名
结构体指针 -> 成员名 // -> 结构体指针成员访问符举例：
c
// 方式1：结构体成员访问
(*p).成员名
// 方式2：结构体指针访问
p -> 成员名案例：
c
/*************************************************************************
> File Name: demo02.c
> Author: rch
> Description:
> Created Time: 2025-08-01 11:29:40
************************************************************************/
#include <stdio.h>
/* 定义全局的Student结构体 */
struct Student
{
int id; // 编号
char *name; // 姓名
int age; // 年龄
float scores[3]; // 三门课成绩
void (*info)(char*,int); // 信息输出
};
void info(char* name, int age)
{
printf("大家好，我是%s，今年%d岁！\n", name, age);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
// 定义结构体实例并初始化
struct Student zhangsan = {1, "张三", 21, {78,88,98}, info};
struct Student lisi = {2, "李四", 22, {90,98,91}, info};
// lisi.info = info
// 定义结构体数组并初始化
struct Student stus[] = {zhangsan, lisi};
// 计算数组的大小
int len = sizeof(stus) / sizeof(stus[0]);
// 用一个指针进行遍历
struct Student *p = stus;
// 表格-表头
printf("序号\t姓名\t年龄\t语文\t数学\t英语\n");
for (; p < stus + len; p++)
{
// 结构体成员访问，不推荐
// printf("%d\t%s\t%d\t%.2f\t%.2f\t%.2f\t\n",(*p).id, (*p).name, (*p).age, (*p).scores[0], (*p).scores[1], (*p).scores[2]);
// (*p).info((*p).name, (*p).age);
// 结构体指针访问，推荐
printf("%d\t%s\t%d\t%.2f\t%.2f\t%.2f\t\n",p->id, p->name, p->age, p->scores[0], p->scores[1], p->scores[2]);
// 函数调用
p->info(p->name, p->age);
}
printf("\n");
return 0;
}结构体类型
结构体数组
案例
-
需求：对候选人得票的统计程序。设有3个候选人，每次输入一个得票的候选人名字，要求最后输出个人得票的结果。
-
案例：
c/************************************************************************* > File Name: demo03.c > Author: rch > Description: > Created Time: 2025-08-01 14:11:32 ************************************************************************/ #include <stdio.h> #include <string.h> #define LEN 3 /* 定义一个候选人结构体 */ struct Person { char name[20]; // 名字 int count; // 票数 }; /** * 定义候选人数组，并初始化 */ struct Person persons[LEN] = { {"张三", 0}, {"李四", 0}, {"王五", 0} }; int main(int argc, char *argv[]) { // 定义循环变量 register int i, j; // 创建一个数组，用来接收控制台录入的候选人名字 char leader_name[20]; // 使用一个for循环，默认10个人参与投票 printf("世纪美男投票系统！\n"); for (i = 0; i < 10; i++) { printf("请输入您觉得最帅的那位哥哥的名字：\n"); scanf("%s", leader_name); // 从候选人列表中匹配被投票的人 count++ for (j = 0; j < LEN; j++) { // 判断两个字符串是否相等 strcmp if (strcmp(leader_name, persons[j].name) == 0) { persons[j].count++; // 票数+1 } } } printf("\n"); printf("\n投票结果：\n"); struct Person *p = persons; // 指针p指向数组persons的第一个元素 // 遍历数组：使用指针变量来遍历数组 for (; p < persons + LEN; p++) { printf(" %s:%d\n",p->name, p->count); } printf("\n"); // 遍历数组：使用指针来遍历数组 for (i = 0; i < LEN; i++) { printf(" %s:%d\n",(persons + i)->name, (persons + i)->count); } printf("\n"); // 遍历数组：使用下标来遍历数组 for (i = 0; i < LEN; i++) { printf(" %s:%d\n",persons[i].name, persons[i].count); } return 0; }
结构体指针
-
**定义：**指向结构体变量或者结构体数组的起始地址的指针叫做结构体指针。
-
语法：
cstruct 结构体名 *指针变量列表; -
举例：
c/************************************************************************* > File Name: demo04.c > Author: rch > Description: > Created Time: 2025-08-01 14:44:34 ************************************************************************/ #include <stdio.h> // 定义一个Dog结构体 struct Dog { char name[20]; int age; }; int main(int argc, char *argv[]) { // 创建Dog实例 struct Dog dog = {"苟富贵", 5}; // 基于结构体变量的结构体指针 struct Dog *p = &dog; printf("%s,%d\n", p->name, p->age); // 创建Dog数组 struct Dog dogs[] = { {"苟富贵", 5}, {"勿相忘", 6} }; // 基于结构体数组元素的结构体指针 struct Dog *p1 = dogs; int len = sizeof(dogs)/sizeof(dogs[0]); for (; p1 < dogs + len ; p1++) { printf("%s,%d\n", p1->name, p1->age); } return 0; }
结构体成员的访问
结构体成员访问
-
结构体数组名访问结构体成员
-
语法：
c结构体数组名 -> 成员名; (*结构体数组名).成员名; // 等价于上面写法 -
举例：
cprintf("%s:%d\n",persons->name, persons->count);
-
-
结构体成员访问符
-
.：左侧是结构体变量，也可以叫做结构体对象访问成员符，右侧是结构体成员。 -
->：左侧是结构体指针，也可以叫做结构体指针访问成员符，右侧是结构体成员。 -
举例：
cstruct Person *p = persons; // p就是结构体指针 for(; p < persons + len; p++) printf("%s:%d\n",p->name,p->count);
-
-
访问结构体成员有两种类型，三种方式：
-
**类型1：**通过结构体变量（对象|示例）访问成员
cstruct Stu { int id; char name[20]; } stu; // 结构体变量 // 访问成员 stu.name; -
**类型2：**通过结构体指针访问成员
-
**第1种：**指针引用访问成员
cstruct Stu { int id; char name[20]; } stu; struct Stu *p = &stu; // 指针引用访问成员 p -> name; // 等价于 (*p).name; -
**第2种：**指针解引用间接访问成员
cstruct Stu { int id; char name[20]; } stu; struct Stu *p = &stu; // 指针引用访问成员 (*p).name; // 等价于 p -> name;
-
-
结构体数组中元素的访问
c// 结构体数组 struct Stu { int id; // 编号（成员） char name[20]; // 名字（成员） float scores[3];// 三门成绩（成员） } stus[3] = { {1,"张三"，{90,89,78}, {2,"李四"，{90,88,78}, {3,"王五"，{77,89,78}, }; // 取数据 --- 下标法 printf("%s,%.2f\n", stus[1].name, stus[1].scores[1]);// 李四 88 // 取数据 --- 指针法 printf("%s,%.2f\n", stus->name, stus->scores[2]);// 张三 78 printf("%s,%.2f\n", (stus+1) -> name, (stus+1) -> scores[1]);// 李四 88 printf("%s,%.2f\n", (*(stus+1)).name, (*(stus+1)).scores[1]);// 李四 88小贴士：
结构体是自定义数据类型，它是数据类型，用法类似于基本类型的int；
结构体数组它是存放结构体对象的数组，类似于int数组存放int数据；
基本类型数组怎么用，结构体数组就怎么用--->可以遍历，可以作为形式参数，也可以做指针等；
-
-
结构体类型的使用案例
结构体可以作为函数的返回类型，形式参数等。
举例：
c/************************************************************************* > File Name: demo05.c > Author: rch > Description: > Created Time: 2025-08-01 14:55:44 ************************************************************************/ #include <stdio.h> #include <string.h> /** * 定义一个Cat结构体 */ struct Cat { char *name; // 姓名 int age; // 年龄 char color[20]; // 颜色 }; /** * 结构体类型作为形式参数 */ void test1(struct Cat c) { printf("test1：\n%s,%d,%s\n", c.name, c.age, c.color); } /** * 结构体类型作为函数返回类型 */ struct Cat test2(struct Cat c) { c.name = "金宝"; c.age = 3; strcpy(c.color, "黄色"); return c; } /** * 结构体指针作为参数和返回类型 * 需求：根据Cat的name，在Cat数组中匹配Cat对象 */ struct Cat *test3(struct Cat *cats, int len, char* name) { struct Cat *p = cats; for (; p < cats + len; p++) { if (strcmp(name, p->name) == 0) return p; // p是指针 } return NULL; } int main(int argc, char *argv[]) { struct Cat cat = {"招财", 5, "白色"}; test1(cat); struct Cat c = test2(cat); printf("test2：\n%s,%d,%s\n", c.name, c.age, c.color); struct Cat cats[] = { {"招财", 5, "白色"}, {"金宝", 3, "金色"} }; struct Cat *c2 = test3(cats, sizeof(cats)/sizeof(cats[0]),"招财"); printf("test3：\n%s,%d,%s\n", c2->name, c2->age, c2->color); return 0; }
结构体类型求大小
字节对齐
-
字节对齐的原因：
- 硬件要求 某些硬件平台（如ARM、x86）要求特定类型的数据必须对齐到特定地址，否则会引发性能下降或硬件异常。
- 优化性能 对齐的数据访问速度更快。例如，CPU访问对齐的
int数据只需一次内存操作，而未对齐的数据可能需要多次操作。
-
字节对齐规则：
- 默认对齐规则
- 结构体的每个成员按其类型大小和编译器默认对齐数（通常是类型的自然对齐数）对齐。
- 结构体的总大小必须是最大对齐数的整数倍。
- 对齐细节
- 基本类型的对齐数 ：
char（1字节）、short（2字节）、int（4字节）、double（8字节）。 - 结构体成员的对齐 ：每个成员的起始地址必须是对齐数的整数倍。
- 结构体总大小的对齐 ：结构体的总大小必须是其最大对齐数的整数倍。
- 基本类型的对齐数 ：
#pragma pack(n)的影响 使用#pragma pack(n)可以强制指定对齐数为n（n为 1、2、4、8、16）。此时：- 每个成员的对齐数取
n和其类型大小的较小值。 - 结构体的总大小必须是
n和最大对齐数中的较小值的整数倍。
- 每个成员的对齐数取
- 默认对齐规则
-
对齐示例
-
默认对齐
cstruct S1 { char c; // 1字节，偏移0 int i; // 4字节，（需对齐到4，填充3字节，偏移4-7） double d;// 8字节，（需对齐到8，偏移8~15） }cstruct S2 { double d; char c; int i; }cstruct S3 { char c; double d; int i; }总结，结构体中，成员的顺序会影响到结构体最终的大小。
-
使用
#pragma pack(1)自定义对齐规则，(1)对齐的字节数c#pragma pack(1) // 对齐数之前的字节数能被1整数 struct S1 { char c; // 1字节 (偏移0) 1 int i;// 4字节 （偏移1~4）4 double d;// 8字节 （偏移5~12）8 }; #pragma pack() // S1 的大小为 13字节c#pragma pack(2) // 对齐数之前的字节数能被2整数 struct S1 { char c; // 1字节 (偏移0，填充1字节) 2 int i;// 4字节 （偏移2~5）4 double d;// 8字节 （偏移6~13）8 }; #pragma pack() // S1 的大小为 14字节 char -1 + 1 intc#pragma pack(4) // 对齐数之前的字节数能被4整数 struct S1 { char c; // 1字节 (偏移0，填充3字节) 4 int i;// 4字节 （偏移4~7）4 double d;// 8字节 （偏移8~15）8 }; #pragma pack() // S1 的大小为 16字节 -
在GNU标准中，可以在定义结构体时，指定对齐规则：
shell__attribute__((packed)); -- 结构体所占内存大小是所有成员所占内存大小之和 ------attribute__((aligned(n))); -- 设置结构体占n个字节，如果n比默认值小，n不起作用；n必须是2的次方 -
案例：
c/************************************************************************* > File Name: demo06.c > Author: rch > Description: > Created Time: 2025-08-01 16:08:50 ************************************************************************/ #include <stdio.h> int main(int argc, char *argv[]) { struct Cat{ char sex __attribute((aligned(2))); // 设置 char按照2字节对齐 int id; // 4 char name[20];// 20 }__attribute__((packed)); // 28 25 printf("%ld\n",sizeof(struct Cat));// 28 25 return 0; }
-
-
柔性数组
定义：柔性数组不占有结构体的大小。
特点：
- 柔性数组必须是结构体的最后一个成员
- 结构体大小在编译时是未确定的
- 必须动态分配内存，指定数组的大小
语法：
c
struct St
{
...
char arr[];
}案例：
c
/*************************************************************************
> File Name: demo07.c
> Author: rch
> Description:
> Created Time: 2025-08-01 16:21:01
************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
/* 定义包含柔性数组的结构体 */
struct FAStruct
{
int len; // 用于记录柔性数组的长度
char data[]; // 柔性数组，注意这里没有指定大小。柔性数组只能用于结构体，并且只能是最后一个成员。
};
int main(int argc, char *argv[])
{
const char* str1 = "Hello, Flexible Array!";
const char* str2 = "hello world!";
int str_len1 = strlen(str1) + 1; // +1 为了存储\0
int str_len2 = strlen(str2) + 1;
// 使用calloc分配内存，为结构头和柔性数组部分分配内存
struct FAStruct *fas1 = (struct FAStruct*)calloc(1,sizeof(struct FAStruct) + str_len1); // 结构体空间大小 + 数组空间大小
struct FAStruct *fas2 = (struct FAStruct*)calloc(1,sizeof(struct FAStruct) + str_len2); // 结构体空间大小 + 数组空间大小
if (!fas1 || !fas2)
{
perror("内存申请失败！");
return -1;
}
fas1->len = str_len1 - 1; // 不包含字符串结束符的长度
strcpy(fas1->data, str1);
fas2->len = str_len2 - 1; // 不包含字符串结束符的长度
strcpy(fas2->data, str2);
printf("字符串1：%s,%d\n", fas1->data,fas1->len);
printf("字符串2：%s,%d\n", fas2->data,fas2->len);
// 释放内存
free(fas1);
free(fas2);
return 0;
}课堂练习
计算以下结构体的大小
c
/*************************************************************************
> File Name: demo04.c
> Author: rch
> Description: 结构体类型求大小
> Created Time: 2025年8月1日
************************************************************************/
#include <stdio.h>
// 定义测试结构体
struct TEST1
{
char a;
int b;
};
struct TEST1_1
{
char a;
int b;
}__attribute__((packed));// 取消字节对齐，取消之后，结构体数据类型大小就等于其所有成员的数据类型之和
struct TEST1_2
{
char a __attribute__((aligned(2)));
int b;
};
struct TEST2
{
char a;
short c;
int b;
};
struct TEST3
{
int num;
char name[10];
char sex;
int age;
double score;
};
struct TEST3_1
{
int num;
char name[10];
char sex;
double score;
int age;
};
struct TEST4
{
int num;
short name[5];
char sex;
int age;
int scores[2];
};
int main(int argc,char *argv[])
{
// 创建结构体变量
struct TEST1 test1;
struct TEST2 test2;
struct TEST3 test3;
struct TEST3_1 test3_1;
struct TEST4 test4;
struct TEST1_1 test1_1;
struct TEST1_2 test1_2;
// 计算大小
printf("%lu\n",sizeof(test1));// 8
printf("%lu\n",sizeof(test2));// 8
printf("%lu\n",sizeof(test3));// 32
printf("%lu\n",sizeof(test3_1));// 28
printf("%lu\n",sizeof(test4));// 28
printf("%lu\n",sizeof(test1_1));// 5
printf("%lu\n",sizeof(test1_2));// 8
return 0;
}结构体的常见陷阱与最佳实践
常见陷阱
- 成员访问越界：访问不存在的结构体成员。
C
struct Point p;
p.z = 10; // 错误，Point结构体没有z成员- 内存泄漏：忘记释放动态分配的结构体内存。
C
struct Point *p = malloc(sizeof(struct Point));
p->x = 10;
// 没有free(p)导致内存泄漏- 悬挂指针/空悬指针：使用已经释放的内存或未初始化的指针。
C
struct Point *p = malloc(sizeof(struct Point));
free(p); // 释放了p指向的内存
p->x = 10; // 错误，p现在是悬挂指针- 结构体大小计算错误：忘记考虑编译器的内存对齐。
C
struct {
char a;
int b;
} s;
// sizeof(s)可能是8而不是5最佳实践
- 使用typedef简化语法：为结构体创建简短的别名。
C
typedef struct {
int x;
int y;
} Point;- 将相关数据组织在一起：使用结构体封装相关数据。
C
struct Student {
char name[50];
int age;
float grade;
};- 避免过大的结构体：将大型数据结构分解为多个较小的结构体。
- 合理使用指针：对于大型结构体，使用指针而不是值传递。
- 注意内存管理：确保正确分配和释放动态内存。
共用体/联合体类型
-
定义：使几个不同变量占用同一段内存的结构。共用体按定义中需要存储空间最大的成员来分配存储单元，其他成员也是使用该空间，它们的首地址是相同。
-
定义格式：
cunion 共用体名称 { 数据类型 成员名; 数据类型 成员名; ... }; -
共用体的定义和结构体类似。
-
可以有名字，也可以匿名
-
共用体在定义时也可以定义共用体变量
-
共用体在定义时也可以初始化成员
-
共用体也可以作为形参和返回值类型使用
-
共用体也可以定义共用体变量
-
...
也就是说，结构体的语法，共用体都支持
-
-
注意：
-
共用体弊大于利，尽量少用，一般很少用；
-
共用体变量在某一时刻只能存储一个数据，并且也只能取出一个数
-
共用体所有成员共享同一内存空间，同一时间只能存储一个值，可能导致数据覆盖
-
共用体和结构体都是自定义数据类型，用法类似于基本数据类型
- 共用体可以是共用体的成员，也可以是结构体的成员
- 结构体可以是结构体的成员，也可以是共用体的成员
-
案例：
c
/*************************************************************************
> File Name: demo06.c
> Author: rch
> Description:
> Created Time: 2025年08月1日
************************************************************************/
#include <stdio.h>
/**
* 定义共用体
*/
union S
{
char a;
float b;
int c;
};// S的大小是4字节
// 共用体作为共用体成员
union F
{
char a;
union S s; // 4字节
};// F的大小是4字节
// 定义一个结构体
struct H
{
int a;
char b;
};// H的大小是8字节
// 结构体作为结构体成员
struct I
{
int a;
int b;
struct H h;
}; // I的大小是16字节
// 共用体作为结构体成员
struct J
{
int a; // 4
char b; // 1 + 3
union S s; // 4
}; // J的大小是12字节
void test1()
{
// 定义一个共用体(数据类型)
union Obj
{
int num;
char sex;
double score;
};
// 定义匿名共用体
union
{
int a;
char c;
} c;
// 定义变量
union Obj obj;
// 存储数据
obj.num = 10; // 共用体空间数据：10
obj.sex = 'A';// 共用体空间数据：'A' = 65 覆盖数据
// 运算
obj.num += 5; // 共用体空间数据：70 覆盖数据 'F' sizeof(数据类型|变量名)
printf("%lu,%lu,%d,%c,%.2lf\n",sizeof(obj),sizeof(union Obj), obj.num, obj.sex, obj.score);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
test1();
return 0;
}案例：
c
/*************************************************************************
> File Name: demo05.c
> Author: rch
> Description:
> Created Time: 2025-08-01 17:14:13
************************************************************************/
#include <stdio.h>
union Object
{
char a; // 8字节
int b; // 8字节
double c;// 8字节
}; // 8字节，共用体所有成员共享最大成员的内存空间。
union Object fun(union Object obj)
{
return obj;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
union Object obj;
obj.a = 65;// char
printf("%c\n", fun(obj).a); // char
obj.b = 10000000;
printf("%d\n", fun(obj).b);// int
obj.c = 12.25;
printf("%f\n", fun(obj).c);// double
return 0;
}要求：共用体在使用的时候，建议存取时使用的成员是一致的。也就是使用成员a存数据，必须使用成员b取数据。
结构体与共用体的主要区别
- 内存占用 ：
- 结构体的成员是连续存储的，每个成员都有自己的内存空间。
- 共用体的所有成员共享同一块内存空间（共享所有成员中最大成员的空间）。
- 访问方式 ：
- 结构体的成员可以同时访问。
- 共用体的成员不能同时访问，因为它们共享同一块内存空间。
- 使用场景 ：
- 结构体适用于需要同时存储多个不同类型数据的情况。
- 共用体适用于需要在同一时间存储不同类型数据中的一种的情况，可以节省内存。