说明
这是一个完善了但又不完善的笔记，或许以后会更新
可以参考但请务必超越
源文件
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VS2019
VScode
Typora
PicGo
自定义类型
会涉及到很多的面试题，考点。
所以最好要掌握扎实。
结构体
1.结构体类型的声明
结构是一些值的集合，这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量。
结构的声明
struct tag
{
member-list;
}variable-list;举个栗子
struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年龄
char sex[5];//性别
char id[20];//学号
};//分号不能丢特殊的声明
匿名结构体类型
在声明结构的时候，可以不完全的声明。
struct
{
int a;
char b;
double d;
}s1, s2;//只能用一次
int main()
{
//struct s3;//err，不能再用了
return 0;
}匿名结构体指针
struct
{
int a;
char b;
double d;
}s1, s2;
struct
{
int a;
char b;
double d;
}* ps;
int main()
{
ps = &s1;
//虽然成员一模一样，但是还是类型不一样，不兼容，是非法的
return 0;
}2.结构的自引用
在结构中包含一个该结构，是不可以的
struct Node
{
int data;
struct Node n;
};如果这样定义的话，Node节点得有多大，无限查找下去，无限大，肯定不行。
延伸到数据结构，把2 3 4 5到后面的节点都存到1里，不得行。
但是存地址是可以的。
struct Node
{
//数据域
int data;
//指针域
struct Node* next;
};这就是结构体的自引用
只能这么写。
还有一种情况：
typedef struct
{
int data;
Node* next;//这里，Node还没有生成，是不能用的
}Node;//err
typedef struct Node//解决方案
{
int data;
struct Node* next;//这样就可以了
}Node;数据结构：
描述了数据在内存中存储的结构
线性数据结构：
顺序表：
链表：
树形数据结构：
3.结构体变量的定义和初始化
结构体变量的定义这就很简单了，总共就这3种情况。只不过有全局和局部之分
初始化就是在创建的时候赋值嘛。
struct Point
{
int x;
int y;
}p3 = { 5,6 }, p4 = { 7,8 };
struct Point p2 = { 1,2 };
int main()
{
struct Point p1 = { 3,4 };
return 0;
} 当然还有在结构体里的结构体初始化
struct Point
{
int x;
int y;
}p3 = { 5,6 }, p4 = { 7,8 };
struct Point p2 = { 1,2 };
struct S
{
double d;
struct Point p;
char name[20];
int date[20];
};
int main()
{
struct S s = { 3.14,{1,5} ,"张三"};
//在{}里再一个{}就可以
return 0;
}结构体成员的取用
这个没什么好说的了，使用小数点就可以
printf("%s\n", s.name);数组也一样
int i = 0;
for(i = 0; i < 20; i++)
{
printf("%d ", s.data[i]);
}4.结构体内存对齐
struct S1
{
char c1;
int a;
char c2;
};
struct S2
{
char c1;
char c2;
int a;
};
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
struct S4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
};
int main()
{
struct S1 s = { 'x',100,'y' };
//s开辟的空间有多大
printf("%d\n", sizeof(struct S1));//12
printf("%d\n", sizeof(struct S2));//8
printf("%d\n", sizeof(struct S3));//16
printf("%d\n", sizeof(struct S4));//32
return 0;
}结构体内存对其的规则：
- 结构体的第一个成员永远放在结构体起始位置偏移量为0的位置。
- 结构体成员从第二个成员开始，总是放在偏移量为一个对齐数的整数倍处。对齐数=编译器默认对齐数和变量自身大小的较小值。Linux - 没有默认对齐数。VS下 - 默认对齐数是8。
- 结构体的总大小必须是各个成员的对齐数中最大内个对齐数的整数倍
- 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。
这里画图可以方便理解
以下数字即为偏移量
为什么存在内存对齐？
大部分的参考资料都是如是说的：
- 平台原因(移植原因)： 不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。
- 性能原因： 数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。 原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。
总体来说：
结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。(性能提升了不就快了嘛)
修改默认对齐数
#pragma pack()//预处理指令#pragma pack(8)
//设置默认对齐数
struct S1
{
char c1;
int a;
char c2;
};
#pragma pack()
//还原默认对齐数一般来说当我们发现结构在对齐方式不合适的时候，我们可以自己更改默认对齐数。当然一般更改也是4 8这样
百度笔试题：
写一个宏，计算结构体中某变量相对于首地址的偏移，并给出说明。
考察： offsetof 宏的实现
offsetof (type,member)//返回偏移量计算偏移量
这个其实很容易，使用要求的成员的地址减去首元素地址就是偏移量了。
也就是说，如果在0地址处开始放成员，那么各个成员的偏移量不就是地址吗
假设在0x100处开始。a不就是0x100，c就是0x104，d就是0x108.
所以在这里有一道题，当然也就简单的很啦。
模拟实现offsetof
struct S1
{
char c1;
int a;
char c2;
};
int main()
{
printf("%u\n", offsetof(struct S1, c1));//0
printf("%u\n", offsetof(struct S1, a));//4
printf("%u\n", offsetof(struct S1, c2));//8
return 0;
}5.结构体传参
struct S
{
int data[1000];
int num;
};
void print1(struct S tmp)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", tmp.data[i]);
}
printf("\nnum = %d\n", tmp.num);
}
void print2(const struct S* ps)
{
//->
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", ps->data[i]);
}
printf("\nnum = %d\n", ps->num);
}
int main()
{
struct S s = { {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},100 };
print1(s);
print2(&s);
return 0;
}第一个打印函数传参的是结构体S，有4004个字节；第二个打印函数传参的是指针ps指向S的地址，只有4个字节。
一般来说，首选print2：
- 函数传参的时候，参数是需要压栈，会有时间和空间上的系统开销。
- 如果传递一个结构体对象的时候，结构体过大，参数压栈的的系统开销比较大，所以会导致性能的下降
结论： 结构体传参的时候，要传结构体的地址。
6.结构体实现位段（位段的填充&可移植性）
位段
结构体讲完就得讲讲结构体实现 位段 的能力。
什么是位段：
位段的声明和结构是类似的，有两个不同：
- 位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int 。
- 位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。
struct A
{
int _a:2;//2个bit位
int _b:5;//5个bit位
int _c:10;//10个bit位
int _d:30;//30个bit位
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct A));//8
return 0;
}位段是可以节省空间的！
位段 - 二进制位
可以看到2+5+10+30是47bit也就是6个字节，可是我们打印出来的结果是8个字节，所以说明她也不是完全的不浪费。
位段的内存分配
- 位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char （属于整形家族）类型
- 位段的空间上是按照需要以4个字节（ int ）或者1个字节（ char ）的方式来开辟的。
- 位段涉及很多不确定因素，位段是不跨平台的，注重可移植的程序应该避免使用位段。(当前平台vs2019)
上面的例子，2+5+10， 在第一个开辟的int里，可以放下。但是还剩下一个30，那么为了放_d，就会再开辟一个int。所以是8个字节。
举个栗子
struct S
{
char a:3;
char b:4;
char c:5;
char d:4;
};
int main()
{
struct S s = {0};
s.a = 10; s.b = 12; s.c = 3; s.d = 4;
return 0;
}
//空间是如何开辟的？
画图就知道为什么会是这样了
位段的跨平台问题
- int 位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的。
- 位段中最大位的数目不能确定。（16位机器最大16，32位机器最大32，写成27，在16位机器会出问题。
- 位段中的成员在内存中从左向右分配，还是从右向左分配标准尚未定义。
- 当一个结构包含两个位段，第二个位段成员比较大，无法容纳于第一个位段剩余的位时，是舍弃剩余的位还是利用，这是不确定的。
总结：跟结构相比，位段可以达到同样的效果，但是可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在。
位段的应用
这里就比较好说明了。
在网络上，大家各自发布的数据其实是进行过封装的。有的人封装的大，有的人封装的小。就像高速公路上如果有太多的车那肯定是会堵车的，网络就不流畅。
如果使用位段，就可以省下很多的空间。
枚举
枚举顾名思义就是一一列举。
把可能的取值一一列举。
比如我们现实生活中：
- 一周的星期一到星期日是有限的7天，可以一一列举。
- 性别有：男、女、保密，也可以一一列举。
- 月份有12个月，也可以一一列举
- 颜色也可以一一列举。
1.枚举类型的定义
enum Day//星期
{
Mon,
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun
};
enum Sex//性别
{
MALE,
FEMALE,
SECRET
};
enum Color//颜色
{
RED,
GREEN = 10,
//可以自己定义值，赋值，初始值
BLUE
};
int main()
{
//GREEN = 100，不可修改
printf("%d\n", RED);
printf("%d\n", GREEN);
printf("%d\n", BLUE);
enum Color c = GREEN;
//enum Color c = 10;//C语言中不是很严谨，在C++中就会报错了
if (c == GREEN)
{
printf("绿色\n");
}
return 0;
}以上定义的 enum Day ， enum Sex ， enum Color 都是枚举类型。 {}中的内容是枚举类型的可能取值，也叫 枚举常量 。
枚举常量可以赋初值，但不能修改。
2.枚举的优点
#define RED 2//没有类型就直接暴露在全局范围内
#define GREEN 4//没办法调试
#define BLUE 6//一次就定义一个
//虽然可以直接定义，但是不如枚举我们可以使用 #define 定义常量，为什么非要使用枚举？ 枚举的优点：
- 增加代码的可读性和可维护性
- 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查，更加严谨。
- 防止了命名污染（封装）
- 便于调试
- 使用方便，一次可以定义多个常量
以后还是希望能多使用枚举而不是直接定义，时间越长越能感受到枚举的好
3.枚举的使用
这里使用枚举再复刻一下计算器：
//复刻计算器
void menu()
{
printf("****************************************\n");
printf("***** 1.add 2.sub *****\n");
printf("***** 3.mul 4.div *****\n");
printf("***** 0.exit *****\n");
printf("***** by mywifeasuna *****\n");
printf("****************************************\n");
}
//这次使用枚举来定义加减乘除
enum Option
{
EXIT,//从0开始，退出直接就是0
ADD,//1
SUB,//2
MUL,//3
DIV,//4
};
//可以看到使用switch循环就会简洁很多，想要那个功能直接写就可以了
int main()
{
int input = 0;
do
{
menu();
printf("请选择：");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case ADD:
break;
case SUB:
break;
case MUL:
break;
case DIV:
break;
case EXIT:
break;
}
} while (input);
return 0;
}联合
1.联合类型的定义
联合也是一种特殊的自定义类型 这种类型定义的变量也包含一系列的成员，特征是这些成员公用同一块空间（所以联合也叫共用体）。
//联合类型的声明
union Un
{
char c;
int i;
};
//联合变量的定义
union Un un;
int main()
{
//当然在main函数里也可以
//union Un
//{
// char c;
// int i;
//};
//union Un un;
//计算单个变量的大小
printf("%d\n", sizeof(un));
//打印成员地址
printf("%p\n", &un);
printf("%p\n", &un.c);
printf("%p\n", &un.i);
return 0;
}
可以看到这块空间c和i都共用了。
所以其实改变任何一个成员都会改变其他成员。同一时间只能使用一个。
2.联合的特点
联合的成员是共用同一块内存空间的，这样一个联合变量的大小，至少是最大成员的大小（因为联合至少得有能力保存最大的那个成员）。
很像废话。但也没错。
面试题：
判断当前计算机的大小端存储
这个之前其实判断过。
int main()
{
int a = 1;//0x 00 00 00 01
//低------------------>高
//01 00 00 00 - 小端存储
//00 00 00 01 - 大端存储
char* pc = (char*)&a;
//取第一个字节判断就可以了
if (*pc == 1)
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
return 0;
}那么现在用联合体来判断：
int main()
{
union U
{
char c;
int i;
}u;
u.i = 1;
if (u.c == 1)
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
return 0;
}直接判断就可以了。封装成函数也可以。
int check_sys()
{
union U
{
char c;
int i;
}u;
u.i = 1;
//返回1 - 小端
//返回0 - 大端
return u.c;
}
int main()
{
if (check_sys() == 1)
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
return 0;
}3.联合大小的计算
相较于结构体的大小，就简单多了。
- 联合的大小至少是最大成员的大小。
- 当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍的时候，就要对齐到最大对齐数的整数倍。
union Un1
{
char c[5];//5 1
int i;//4 4
};
union Un2
{
short c[7];//14 2
int i;//4 8 4
//默认对齐数8
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(union Un1));//8
printf("%d\n", sizeof(union Un2));//16 14再浪费2个字节
return 0;
}通讯录
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