C语言基础—构造类型

数据类型

1.基本类型/基础类型

整型
- 短整型：short[int] --2字节
- 基本整型：int --4字节
- 长整型：long[int] --32位4字节/64位8字节
- 长长整型：long long [int] （C99）
  
  注意：以上类型又都分为signed（有符号）和unsigned（无符号）
浮点型
- 单精度：float --4字节
- 双精度：double --8字节
- 长双精度： long double --（C99新增）
字符型
- char -- 1字节

2.指针类型

数据类型*：int* char* float* --8字节
void*：通用类型指针（万能指针）--8字节

3.空值类型

void：无返回值，无形参（不能定义变量）

4.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

结构体的定义（定义类型）

定义：自定义数据类型的一种，关键字struct,结构体类型的变量可以存储多个不同数据类型的数据。
语法：

struct 结构体名    //定义数据类型名字
{数据类型1 成员名称1;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

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：合法的标识符，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

struct Cat
{int age = 5;    //错误double height;  //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）---推荐
方式2：定义匿名结构体（常用于作为其他结构体的成员使用）

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（内嵌）

总结：
- 结构体可以定义在局部位置，也可以定义在全局位置（用的比较多，因为可以实现复用）
- 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、定义数组、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。

结构体变量的定义（定义变量）

三种形式定义结构体变量

结构体变量也称之为结构体实例

第一种：

①先定义结构体（定义数据类型）

②然后使用（使用数据类型定义变量）
第2种

①在定义结构体的同时，定义结构体变量

举例：
```
 struct A{int a;char b;}x,y;
```
此时定义了一个结构体A,x和y是这个结构体类型的变量。
第3种（不推荐）

在定义匿名结构体的同时，定义结构体变量

struct A
{int a;char b;struct{int a1;char b1;}c,d;
}e;

此时定义了一个没有名字的结构体（匿名结构体）：c,d是这个结构体类型的变量

匿名结构体
- 优点：少些一个结构体名称
- 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变量。
  - 作为其他结构体的成员使用。
定义结构体的同时，定义结构体变量初始化
- 结构体成员部分初始化时，大括号{}不能省略
- 结构体成员，没有默认值，是随机值。

结构体变量的使用

结构体变量访问结构体成员
- 语法：
```
 结构体变量名.成员名;
```
  ①可以通过访问给成员赋值（存数据）
  
  ②可以通过访问获取成员的值（取数据）
- 结构体变量未初始化，结构体的成员是随机值（和普通的变量、数组同理）
结构体变量在定义时，可以初始化
- 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（和数组类以），部分初始化时一定要带大括号标明数据的范围。

结构体数组的定义

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 kelei; 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[33];
四种形式定义结构体数组
- 第1种：结构体→结构体变量→结构体数组
- 第2种：结构体→结构体数组，
- 第3种：结构体、结构体数组一体化（含初始化）
- 第4种：结构体、结构体数组一体化（不含初始化）

结构体数组的访问

语法：

结构体 -> 成员名

举例：

(*p).成员名
p -> 成员名

注意：

当->和[]共存的时候，它们的优先级关系：[] > ->

构造体类型

构造体数组

举例：

#include <stdio.h>#pragma pack(1)
struct Student
{char *name;int age;float score[3];
};
#pragma pack()void stu_print(struct Student *stu)
{printf("学生的名字是：%s\n",stu -> name);printf("学生的年龄是：%d\n",stu -> age);printf("语文成绩是：%.2f\n",stu -> score[0]);printf("数学成绩是：%.2f\n",stu -> score[1]);printf("英语成绩是：%.2f\n",stu -> score[2]);
}int get_avg(struct Student *stu)
{struct Student *p = stu;for(; p < stu + 2; p++){float sum = 0;for(int i = 0; i < 3; i ++){sum += p -> score[i];}float avg = sum / 3;printf("%s的平均分为：%.2f\n",p -> name, avg);}
}
int main(int argc,char *argv[])
{struct Student stu = {"张三",20,{90,88,75}};stu_print(&stu);struct Student stus[] = {{"李四",21,{67,87,68}},{"王五",22,{76,92,70}}};get_avg(stus);return 0;
}

构造体指针

定义：结构体类型的指针变量指向结构体变量或者数组的起始地址。
语法：

struct 结构体名 *指针变量列表;

举例

#include <stdio.h>struct Product
{char *name;int id;int or_price;int now_price;char *production_deta;char *due_deta;
};typedef struct Product Pro;
//打印商品信息
void product_print(Pro *p)
{Pro *t_p = p;printf("名字是：%s\n",t_p -> name);printf("商品ID为：%d\n",t_p -> id);printf("原价为：%d\n",t_p -> or_price);printf("现价为：%d\n",t_p -> now_price);printf("生产日期：%s\n",t_p -> production_deta);printf("到期时间是：%s\n",t_p ->due_deta);
}
int main(int argc,char *argv[])
{//typedef struct Product Pro;Pro p1 = {"麻辣公主",10001,100,10,"2025,1,10","2025,2,10"};product_print(&p1);return 0;
}

构造体成员的访问

结构体成员访问

结构体数组名访问结构体成员
- 语法

结构体数组名 -> 成员名;
(*结构体数组名).成员名;

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访问符，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

struct Person *p = persons; // p就是结构体指针
for(; p < persons + 3; p++)printf("%s:%d\n",p -> name, p -> count);

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；

结构体类型求大小

字节对齐

字节对齐的原因：

1. 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。

2. 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

        1. 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。

        2. 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

        3. #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。

共用体

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：

union 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。

1.可以有名字，也可以匿名

2.共用体在定义时也可以定义共用体变量

3.共用体在定义时也可以初始化成员

4.共用体也可以作为形参和返回值类型使用

5.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

枚举类型

建议：如果定义不相干的常量，使用宏定义（符号常量）；如果需要定义一组相关的常量，如月份0~11，星期0-6，方向0-3等，使用枚举，进行统一管理。以后正式开发中，switch的case后访问的就是枚举中的常量。

定义

我们一般情况下，定义常量使用宏定义(#define 宏名称值)，宏定义非常适合没有关联关系的常量；但是有时候我们可能需要对一组拥有关联关系的量进行定义，如月份0~11，星期0-6，方向0-3等，那么使用宏定义，就不是很清晰，也不方便统一管理，这个时候就需要用到枚举。

枚举的存在就是将多个拥有关联关系的常量组合到一起，提高代码的可读性。
说明

枚举类型定义了一组常量，我们在开发中直接使用这些常量。（常用）

当然枚举类型也可以类似于结构体一样定义变量等操作。（不常用）

枚举常量有默认值，从0开始依次+1我们可以在定义时指定它的默认值，如果个别没有斌值，可以根据赋值依次+1推导。
特点

定义了一组常量，类似于定义了多个符号常量（宏定义）。

提高了代码的可读性。
语法：
定义枚举类型名以后就可以定义该枚举类型的变量。（枚举的成员是常量）

enum 枚举类型名 变量列表;

在定义枚举类型的同时定义该枚举类型的变量。

enum 枚举类型名(枚举元素列表) 变量列表;

直接定义枚举变量（变量）。

enum(枚举元素列表) 变量列表;

typedef

说明：给类型重命名，不会影响到类型本身。
作用：给己有的类型起别名
格式：

typedaef 已有类型名 新类型名;

举例：

#include <stdio.h>struct Product
{char *name;int id;int or_price;int now_price;char *production_deta;char *due_deta;
};typedef struct Product Pro;
//打印商品信息
void product_print(Pro *p)
{Pro *t_p = p;printf("名字是：%s\n",t_p -> name);printf("商品ID为：%d\n",t_p -> id);printf("原价为：%d\n",t_p -> or_price);printf("现价为：%d\n",t_p -> now_price);printf("生产日期：%s\n",t_p -> production_deta);printf("到期时间是：%s\n",t_p ->due_deta);
}
int main(int argc,char *argv[])
{//typedef struct Product Pro;Pro p1 = {"麻辣公主",10001,100,10,"2025,1,10","2025,2,10"};product_print(&p1);return 0;
}