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结构体

结构体是C语言中的内置数据类型，用于将多个数据项（成员）以一定格式组合在一起，便于管理和操作。

结构体的声明

1. 普通结构体

结构体的默认内存对齐规则：第一个成员不需要对齐，后续成员对齐到字节的 vám整数倍。

示例：

struct tag{  
    member-list;  
} variable-list;

2. 匿名结构体

匿名结构体用于增强代码可读性，但不能赋值给变量。

示例：

struct{  
    int a;  
    char b;  
    float c;  
} x;

结构体自引用

结构体可以包含自身指针，实现复杂的数据结构。

示例：

struct Node{  
    int data;  
    struct Node * next;  
} Node;

结构体变量的定义与初始化

1. 普通结构体

结构体变量的定义与初始化方式多样，可以在定义时或初始化时指定具体值。

示例：

struct Point{  
    int x;  
    int y;  
};  
struct Point p1; // 定义结构体变量  
struct Point p3 = {2, 3}; // 初始化结构体变量

2. 嵌套结构体

嵌套结构体可以实现更复杂的数据结构，需注意对齐规则。

示例：

{
  "Node": {
    "data": 10,
    "p": {
      "x": 4,
      "y": 5
    },
    "next": null
  }
}

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内存对齐

内存对齐是为了满足硬件平台和访问效率的需求。

为什么要内存对齐

由于硬件指令处理的地址空间大小限制，内存对齐可以减少 cpu 访问的次数，提高程序运行效率。

内存对齐的原则

第一个成员不需要对齐。

后续成员必须对齐到最大对齐数的整数倍。

结构体总大小为所有成员最大对齐数的整数倍。

嵌套结构体需遵循各层对齐规则。

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位段

位段允许将一块内存空间划分为多个数据段，常用于操作系统和设备驱动。

位段的特点

• 位段成员类型可选为 int、unsigned int 或 signed int。
• 位段成员名后需跟一个冒号和对齐数。

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枚举

枚举用于定义一组常量，默认从 0 开始依次递增。

枚举的优点

提高代码可读性和可维护性。

方便验证名称匹配，减少命名冲突。

提供类型检查和错误防范。

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联合

联合允许多个数据项共享同一块内存空间，实例：

struct Un{  
    int i;  
    char c;  
};  
struct Un un;  
un.c = 1;  
printf("%d\n", un.i);

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字节对齐测试

#include 
   
      
int main(){  
    union Un{  
        int i;  
        char c;  
    } un;  
    un.i = 1;  
    printf("%d\n", un.c);  
    return 0;  
}
   

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