【C语法堂】C深度剖析数据类型

落日映苍穹つ 2024-03-23 14:25 45阅读 0赞

**目录**

【1】数据类型介绍

【1.1】 类型的基本归类

【1.1.1】整形家族

【1.1.2】浮点数家族

【1.1.3】构造类型

【1.1.4】指针类型

【1.1.5】空类型

【2】整形在内存中的存储

【2.1】原码、反码、补码

【2.2】 大小端介绍

【2.2.1】什么大端小端

【2.2.2】为什么有大端和小端

【2.2.3】百度2015年系统工程师笔试题

【2.3】数据溢出与截断问题

【3】浮点型在内存中的存储

【3.1】浮点数存储规则

【4】结构体

【4.1】结构的基础知识

【4.2】 结构的声明

【4.3】特殊的声明

【4.4】结构的自引用

【4.5】结构体变量的定义和初始化

【4.6】结构体内存对齐

【4.7】修改默认对齐数

【4.8】结构体传参

【5】位段

【5.1】什么是位段

【5.2】位段的内存分配

【5.3】位段的跨平台问题

【5.4】位段的应用

【6】枚举

【6.1】枚举类型的定义

【6.2】枚举的优点

【6.3】枚举的使用

【7】联合体(共同体)

【7.1】联合类型的定义

【7.2】联合的特点

【7.3】联合大小的计算

--------------------

## **【1】数据类型介绍**  ##

*  C语言中基本的内置类型：

char 			//字符数据类型.
    short 			//短整型.
    int 			//整形.
    long 			//长整型.
    long long 		//更长的整形.
    float 			//单精度浮点数.
    double 			//双精度浮点数.
    整型表示的范围：limis.h中定义

*  以及他们所占存储空间的大小：

#include <stdio.h>
    int main() {
    	printf("char size		= %u\n", sizeof(char));		 // 1.
    	printf("short size		= %u\n", sizeof(short));	 // 2.
    	printf("int size		= %u\n", sizeof(int));		 // 4.
    	printf("long long size	= %u\n", sizeof(long long)); // 8.
    	printf("float size		= %u\n", sizeof(float));	 // 4.
    	printf("double size		= %u\n", sizeof(double));	 // 8.
    	return 0;
    }

*  类型的意义：
    
     *  使用这个类型开辟内存空间的大小（大小决定了使用范围）。
     *  如何看待内存空间的视角。

### **【1.1】 类型的基本归类**  ###

#### **【1.1.1】整形家族**  ####

// char
    		unsigned char				// 无符号.
    		signed char					// 有符号.
    // short	
    		unsigned short [int]		// 无符号.
    		signed short [int]			// 有符号.
    // int	
    		unsigned int				// 无符号.
    		signed int					// 有符号.
    // long	
    		unsigned long [int]			// 无符号.
    		signed long [int]			// 有符号.
    // long long	
    		unsigned long long [int]	// 无符号.
    		signed long long [int]		// 有符号.

#### **【1.1.2】浮点数家族**  ####

float		// 单精度浮点型.
    double		// 双精度浮点型.

#### **【1.1.3】构造类型**  ####

int []		// 数组类型. 
    struct		// 结构体类型. 	
    enum		// 枚举类型. 		
    union		// 联合类型.

#### **【1.1.4】指针类型**  ####

int *pi;	// int型指针.
    char *pc;	// char型指针.
    float* pf;	// float型指针.
    void* pv;	// 空指针.

#### **【1.1.5】空类型**  ####

void 		// 表示空类型（无类型）通常应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型。

## **【2】整形在内存中的存储**  ##

*  那接下来我们谈谈数据在所开辟内存中到底是如何存储的？

int a = 20;
    int b = -10;
    // 我们知道为 a 和 b 都分配四个字节的空间，那如何存储？

*  数组在不同的表现形式

// 2进制、8进制、十进制、十六进制
    // 比如：十进制的21	
    // 二进制表现形式： 0b10101		0b开头代表二进制
    // 八进制表现形式： 025			0开头代表八进制
    // 十进制表现形式： 21
    // 十六进制表现形式：0x15	    0x开头代表十六进制

### **【2.1】原码、反码、补码**  ###

计算机中的整数有三种2进制表示方法，**即原码、反码、补码。**

**正数**的**原、反、补码都相同。**

**负整数**的**三种表示方法各不相同。**,三种表示方法均有符号位和数值位两部分，**符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”，**而数值位

![eb5f4dbf0ec24ba59f1a0b6ef53201f1.png][]

**原码：**直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制就可以得到原码。

**反码：**将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到反码。

**补码：**反码+1就得到补码。

**对于整形来说：**数据存放内存中其实存放的是补码。

在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统 一处理；同时，加法和减法也可以统一处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程 是相同的，不需要额外的硬件电路。

我们可以看到对于a和b分别存储的是补码。但是我们发现顺序有点不对劲，为什么呢？

<span style="background-color:#f8f8f8"><span style="color:#333333">// 解释计算机中为何存放的是补码：1-1 = 1+(-1)
    // 源码计算：
    // 00000000000000000000000000000001	-- 1的源码
    // 10000000000000000000000000000001 -- -1的源码
    // ---------------------------------------------
    // 10000000000000000000000000000010 -- -2的源码
    // 1+(-1) = -2 结果是不对的.
    
    // 补码计算：
    // 00000000000000000000000000000001	-- 1的补码
    // 11111111111111111111111111111111 -- -1的补码
    // ---------------------------------------------
    // 00000000000000000000000000000000 -- 0的补码
    // 将数据转为源码
    // 00000000000000000000000000000000 -- 0的补码
    // 11111111111111111111111111111111 -- 取反
    // 00000000000000000000000000000000 -- +1得到源码
    </span></span>

![84335000842f41f98c138384b9667371.png][]

### **【2.2】 大小端介绍**  ###

#### **【2.2.1】什么大端小端**  ####

**大端（存储）模式：**是指数据的低位保存在内存的高地址中，而数据的高位，保存在内存的低地址中。

**小端（存储）模式：**是指数据的低位保存在内存的低地址中，而数据的高位,，保存在内存的高地址中。

![1c469d57c84047dd896f2c8e0d209d6b.png][]

#### **【2.2.2】为什么有大端和小端**  ####

为什么会有大小端模式之分呢？这是因为在计算机系统中，我们是以字节为单位的，每个地址单元都对应着一个字节，一个字节为8 bit。但是在C语言中除了8 bit的char之外，还有16 bit的short型，32 bit的long型（要看具体的编译器），另外，对于位数大于8位的处理器，例如16位或者32位的处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在着一个如何将多个字节安排的问题。因此就导致了大端存储模式和小端存储模式。

例如：一个 16bit 的 short 型 x ，在内存中的地址为 0x0010 ， x 的值为 0x1122 ，那么 0x11 为高字节， 0x22 为低字节。对于大端模式，就将 0x11 放在低地址中，即 0x0010 中， 0x22 放在高地址中，即 0x0011 中。小端模式，刚好相反。我们常用的 X86 结构是小端模式，而 KEIL C51 则为大端模式。很多的ARM，DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。

#### **【2.2.3】百度2015年系统工程师笔试题**  ####

请简述大端字节序和小端字节序的概念，设计一个小程序来判断当前机器的字节序。

![a3af4cbe54674bcbbead8da90dd60c1a.png][]

int CheakSystem() {
    	int a = 1;
    	// a是整数，在内存中存储的是 0x00 00 00 01
    	//                           高		  低
    	// 小端模式：01存入到低地址.
    	// 大端模式：01存入到高地址.
    	return *(char*)&a;
    }
    
    int main() {
    	if (CheakSystem())
    		printf("小端！\n");
    	else 	
    		printf("大端！\n");
    
    	return 0;
    }

### **【2.3】数据溢出与截断问题**  ###

#include <stdio.h>
    int main()
    {
    	char a = -1;
    	signed char b = -1;
    	unsigned char c = -1;
    	printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c);	//输出什么？a=-1 b=-1 c=255
    
    	return 0;
    }

![dcd2df44fe5f46829f07f6fcde46f7fe.png][]

#include <stdio.h>
    int main()
    {
    	char a = -128;
    	printf("%u\n", a);	// 输出什么？  4294967168
    
    	return 0;
    }

![1f8bc27e3e9f4c80a3276c9a772cce55.png][]

#include <stdio.h>
    int main()
    {
    	char a = 128;
    	printf("%u\n", a);	// 输出什么？ 4294967168
    	return 0;
    }

![245ded564c0a4327a3f40b362c240ef8.png][]

#include <stdio.h>
    #include "time.h"
    int main()
    {
    	unsigned int i;
    	for (i = 9; i >= 0; i--)
    	{
    		printf("%u\n", i);
    		sleep(1000);
    	}
    
    	// 打印死循环：观察实现效果，并且解析以下！
    	return 0;
    }
    -----------------------------------------------------------------------------------------
    #include <stdio.h>
    unsigned char i = 0;
    int main()
    {
    	for(i = 0;i<=255;i++)
    	{
    	printf("hello world\n");
    	}
        // 打印死循环：观察实现效果，并且解析以下(与上同理)！
    	return 0;
    }

![719a7657c2264494a95420c451eb835b.png][]

## **【3】浮点型在内存中的存储**  ##

常见的浮点数：3.14159	1E10
    浮点数家族包括： float、double、long double 类型。
    浮点数表示的范围：float.h中定义

// 该代码体现出浮点数和整型在内存中存储和获取值的方式是不一样的
    // 数据如果以整数的形式存入，就要以整数的形式拿出.
    // 数据如果以浮点数的形式存入，就要以浮点数的形式拿出.
    #include <stdio.h>
    int main()
    {
    	int n = 9;
    	
    	float *pFloat = (float *)&n;
    	printf("n的值为：%d\n",n);
    	printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);
    	
    	*pFloat = 9.0;
    	printf("num的值为：%d\n",n);
    	printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);
    	return 0;
    }
    // 打印结果：
    n的值为：9
    *pFloat的值为：0.000000
    num的值为：1091567616
    *pFloat的值为：9.000000

上面代码能够体现出，浮点数和整型在内存中存储和获取值的方式是不一样的。

### **【3.1】浮点数存储规则**  ###

**根据国际标准IEEE（电气和电子工程协会）** 754，任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式：

*  (-1)^S \* M \* 2^E
 *  (-1)^S表示符号位，当S=0，V为正数；当S=1，V为负数。
 *  M表示有效数字，大于等于1，小于2。
 *  2^E表示指数位。

// 举例来说：
    // 十进制的5.0，写成二进制是 101.0 ，相当于 1.01×2^2 。
    // 那么，按照上面V的格式，可以得出S=0，M=1.01，E=2。
    // 十进制的-5.0，写成二进制是 -101.0 ，相当于 -1.01×2^2 。那么，S=1，M=1.01，E=2。
    // 举例来说：
    V = 9.5f
      = 1001.1
      = 1.0011 * 2^3
      = (-1)^0 * 1.0011 * 2^3
      = S = 0 M = 1.0011 E = 3

**IEEE 754规定：** 对于32位的浮点数，最高的1位是符号位s，接着的8位是指数E，剩下的23位为有效数字M。

![f65273b4fcd34767915881763c357e7d.png][]

**IEEE 754对有效数字M和指数E，还有一些特别规定。**

前面说过， 1≤M<2 ，也就是说，M可以写成 1.xxxxxx 的形式，其中xxxxxx表示小数部分。IEEE 754规定，在计算机内部保存M时，默认这个数的第一位总是1，因此可以被舍去，只保存后面的xxxxxx部分。比如保存1.01的时候，只保存01，等到读取的时候，再把第一位的1加上去。这样做的目的，是节省1位有效数字。以32位浮点数为例，留给M只有23位，将第一位的1舍去以后，等于可以保存24位有效数字。

**至于指数E，情况就比较复杂。**

**首先，E为一个无符号整数（unsigned int）**

这意味着，如果E为8位，它的取值范围为0~255；如果E为11位，它的取值范围为0~2047。但是，我们 知道，科学计数法中的E是可以出现负数的，所以IEEE 754规定，存入内存时E的真实值必须再加上一个中间数，对于8位的E，这个中间数是127；对于11位的E，这个中间数是1023。比如，2^10的E是10，所以保存成32位浮点数时，必须保存成10+127=137，即10001001。

**浮点数存入内存举例：**

#include <stdio.h>
    int main()
    {
    	float f = 5.5f;
    	// 5.5 -> 101.1 -> 1.011 * 2^2
    	//				   s = 0  m = 1.011  e = 2
    	// 0 100000001 0110000000000000000000
    	// s   2+127   011  
    	// 观察：
    	// 01000000 01011000 00000000 00000000
    	// 40		b0		 00		  00
    	return 0;
    }

![cb2b61f373ee430c8b3c7c1bd8113623.png][]

**指数E从内存中取出还可以再分成三种情况：**

*  **E不全为0或不全为1**

这时，浮点数就采用下面的规则表示，即指数E的计算值减去127（或1023），得到真实值，再将 有效数字M前加上第一位的1。

比如： 0.5（1/2）的二进制形式为0.1，由于规定正数部分必须为1，即将小数点右移1位，则为1.0\*2^(-1)，其阶码为-1+127=126，表示为01111110，而尾数1.0去掉整数部分为0，补齐0到23位00000000000000000000000，则其二进制表示形式为: 0 01111110 00000000000000000000000

*  **E全为0**

这时，浮点数的指数E等于1-127（或者1-1023）即为真实值， 有效数字M不再加上第一位的1，而是还原为0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示±0，以及接近于0的很小的数字。

*  **E全为1**

这时，如果有效数字M全为0，表示±无穷大（正负取决于符号位s）。

**解释前面的题目：**

// 该代码体现出浮点数和整型在内存中存储和获取值的方式是不一样的
    // 数据如果以整数的形式存入，就要以整数的形式拿出.
    // 数据如果以浮点数的形式存入，就要以浮点数的形式拿出.
    #include <stdio.h>
    int main()
    {
    	int n = 9;
    	// 00000000000000000000000000001001 - 9的原码
        // 00000000000000000000000000001001 - 9的反码
        // 00000000000000000000000000001001 - 9的补码
        
    	float *pFloat = (float *)&n;  
    	printf("n的值为：%d\n",n);				// 9
        
        // [00000000000000000000000000001001] - 内存中存放的补码
        // 0 00000000 00000000000000000001001 - 浮点数解读
        // E = -126
        // M = 0.00000000000000000001001
        // + 0.00000000000000000001001 * 2^-126
        // *pFloat的值为：0.000000
    	printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);
    	
    	*pFloat = 9.0;
        // 1001.0
        // 1.001 * 2^3
        // S=0 E=3 M=1.001
        // 0 10000010 00100000000000000000000
        // [01000001000100000000000000000000 ]
        // num的值为：1091567616
    	printf("num的值为：%d\n",n);
        
    	printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);	// 9.000000
    	return 0;
    }
    // 打印结果：
    n的值为：9
    *pFloat的值为：0.000000
    num的值为：1091567616
    *pFloat的值为：9.000000

## **【4】结构体** ##

### **【4.1】结构的基础知识**  ###

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。

### **【4.2】 结构的声明**  ###

struct Student {
    	char name[20];	//名字
    	int age;		//年龄
    	char sex[5];	//性别
    	char id[20];	//学号
    }s1, s2;// 这里的分号不可以丢	   // 全局变量
    
    int main()
    {
    	struct Student s3;			// 局部变量.
    	return 0;
    }

### **【4.3】特殊的声明**  ###

在声明结构的时候，可以不完全的声明。

//匿名结构体类型
    struct	// 在声明的时候省略掉了结构体标签（tag）。
    {
    	int a;
    	char b;
    	float c;
    }x;				// 只能声明一次
    -----------------------------------------------------------------------------------------
    struct	// 在声明的时候省略掉了结构体标签（tag）。
    {
    	int a;
    	char b;
    	float c;
    }a[20], *p;
    // a[20] 是数组.
    // *p 是结构体的指针.

**警告：**编译器会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型。

int main() {
    	p = &x;
    	return 0;
    }
    // warning C4133: “=”: 从“*”到“*”的类型不兼容

### **【4.4】结构的自引用**  ###

在结构中包含一个类型为该结构本身的成员是否可以呢？

// 代码1
    struct Node
    {
    	int data;
    	struct Node next;
    };
    //可行否？
    // 如果可以，那sizeof(struct Node)是多少？	error C2079: “next”使用未定义的 struct“Node”
    -----------------------------------------------------------------------------------------
    // 代码2->正确的方式
    //代码2
    struct Node
    {
    	int data;
    	struct Node* next;
    };
    -----------------------------------------------------------------------------------------
    // 代码3
        //代码3
    typedef struct
    {
    	int data;
    	Node* next;
    }Node;
    //这样写代码，可行否？	不可以
    //解决方案：
    typedef struct Node
    {
    	int data;
    	struct Node* next;
    }Node;

### **【4.5】结构体变量的定义和初始化**  ###

有了结构体类型，那如何定义变量，其实很简单。

struct Point
    {
    	int x;
    	int y;
    }p1; //声明类型的同时定义变量p1
    struct Point p2; //定义结构体变量p2
    //初始化：定义变量的同时赋初值。
    struct Point p3 = {x, y};
    
    struct Stu //类型声明
    {
    	char name[15];//名字
    	int age; //年龄
    };
    struct Stu s = {"zhangsan", 20};//初始化
    
    struct Node
    {
    	int data;
    	struct Point p;
    	struct Node* next;
    }n1 = {10, {4,5}, NULL}; //结构体嵌套初始化
    struct Node n2 = {20, {5, 6}, NULL};//结构体嵌套初始化

### **【4.6】结构体内存对齐**  ###

我们已经掌握了结构体的基本使用了，现在我们深入讨论一个问题：**计算结构体的大小，**这也是一个特别热门的考点：**结构体内存对齐**

首先得掌握结构体的对齐规则：

*  第一个成员在与**结构体变量偏移量为0的地址处。**
 *  其他成员变量要对齐到某个数字**（对齐数）的整数倍的地址处。**对齐数 = 编译器默认的一个对齐数与**该成员大小的较小值。**
 *  **VS中默认的值为8**
 *  **结构体总大小为最大对齐数**（每个成员变量都有一个对齐数）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。

#include <stdio.h>
    #include <stddef.h>
    //练习1-该结构体需要多大的内存空间呢？
    struct S1 {
    	char c1;
    	int i;
    	char c2;
    };
    
    int main() {
    	printf("结构体的大小是：[%u]Byte\n",sizeof(struct S1));	// 12 Byte
    	printf("%d\n", offsetof(struct S1, c1));				// 0  偏移
    	printf("%d\n", offsetof(struct S1, i));					// 4  偏移
    	printf("%d\n", offsetof(struct S1, c2));				// 8  偏移
    	printf("\n");
    
    	return 0;
    }

![831419c9849a45a8a3161560c605ba95.png][]

#include <stdio.h>
    #include <stddef.h>
    //练习2-该结构体需要多大的内存空间呢？
    struct S2
    {
    	char c1;
    	char c2;
    	int i;
    };
    
    int main() {
    	printf("结构体的大小是：[%u]Byte\n",sizeof(struct S2));	// 8 Byte
    	printf("%d\n", offsetof(struct S2, c1));				// 0  偏移
    	printf("%d\n", offsetof(struct S2, c2));				// 1  偏移
    	printf("%d\n", offsetof(struct S2, i));					// 4  偏移
    	printf("\n");
    
    	return 0;
    }

![ece2066d3fad437581acfc736600d941.png][]

#include <stdio.h>
    #include <stddef.h>
    //练习3-该结构体需要多大的内存空间呢？
    struct S3
    {
    	double d;
    	char c;
    	int i;
    };
    
    int main() {
    	printf("结构体的大小是：[%u]Byte\n", sizeof(struct S3));	// 16 Byte
    	printf("%d\n", offsetof(struct S3, d));					// 0  偏移
    	printf("%d\n", offsetof(struct S3, c));					// 8  偏移
    	printf("%d\n", offsetof(struct S3, i));					// 12 偏移
    	printf("\n");
    
    	return 0;
    }

![c80fadbfb14444418d1d630aa8c02b91.png][]

#include <stdio.h>
    #include <stddef.h>
    //练习4-该结构体需要多大的内存空间呢？
    struct S3
    {
    	double d;
    	char c;
    	int i;
    };
    struct S4
    {
    	char c1;
    	struct S3 s3;
    	double d;
    };
    
    int main() {
    	printf("结构体的大小是：[%u]Byte\n", sizeof(struct S4));	// 32 Byte
    	printf("%d\n", offsetof(struct S4, c1));				// 0  偏移
    	printf("%d\n", offsetof(struct S4, s3));				// 8  偏移
    	printf("%d\n", offsetof(struct S4, d));					// 24 偏移
    	printf("\n");
    
    	return 0;
    }

![b3db2fc436ba4e279a9e89525db8a719.png][]

**为什么存在内存对齐?**

*  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。

**那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，如何做到：**

让占用空间小的成员尽量集中在一起。

//例如：
    struct S1
    {
    	char c1;
    	int i;
    	char c2;
    };
    struct S2
    {
    	char c1;
    	char c2;
    	int i;
    };
    // S1和S2类型的成员一模一样，但是S1和S2所占空间的大小有了一些区别。

### **【4.7】修改默认对齐数**  ###

之前我们见过了**\#pragma**这个预处理指令，这里我们再次使用，可以改变我们的默认对齐数。

#include <stdio.h>
    #pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
    struct S1
    {
    	char c1;
    	int i;
    	char c2;
    };
    #pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
    
    #pragma pack(1)//设置默认对齐数为1
    struct S2
    {
    	char c1;
    	int i;
    	char c2;
    };
    #pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
    
    int main()
    {
    	//输出的结果是什么？
    	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
    	printf("%d\n", sizeof(struct S2));
    	return 0;
    }

### **【4.8】结构体传参**  ###

#include <stdio.h>
    struct S
    {
    	int data[1000];
    	int num;
    };
    struct S s = { {1,2,3,4}, 1000 };
    
    //结构体传参.
    void print1(struct S s) {
    	for (size_t i = 0; i < 1000; i++) {
    		printf("%d\n", s.data[i]);
    	}
    }
    //结构体地址传参.
    void print2(struct S* ps) {
    	for (size_t i = 0; i < 1000; i++) {
    		printf("%d\n", ps->data[i]);
    	}
    }
    int main()
    {
    	print1(s);		//传结构体
    	print2(&s);		//传地址
    	return 0;
    }

上面的 print1 和 print2 函数哪个好些？

**答案：**首选print2函数。

*  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。

## **【5】位段**  ##

### **【5.1】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。**

// A就是一个位段类型。
    struct A
    {
    	int _a:2;
    	int _b:5;
    	int _c:10;
    	int _d:30;
    };

// 那位段A的大小是多少？
    
    int main()
    {
    	printf("%d\n",sizeof(struct A));	// 8Byte
    	return 0;
    }

### **【5.2】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。

//一个例子
    struct S
    {
    	char a:3;
    	char b:4;
    	char c:5;
    	char d:4;
    };
    int main()
    {
    	printf("%d\n",sizeof(struct S));	// 3Byte
    	return 0;
    }

![d4547d7557e641f4ace288cd2912b5bc.png][]

### **【5.3】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。

### **【5.4】位段的应用**  ###

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## **【6】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

### **【6.1】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,
    	BLUE
    };
    // 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 。

这些可能取值都是有值的，**默认从0开始，一次递增1，**当然在定义的时候也可以赋初值。

enum Color//颜色
    {
    	RED=1,
    	GREEN=2,
    	BLUE=4
    };

### **【6.2】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 。

### **【6.3】枚举的使用** ###

enum Color//颜色
    {
    	RED=1,
    	GREEN=2,
    	BLUE=4
    };
    enum Color clr = GREEN;//只能拿枚举常量给枚举变量赋值，才不会出现类型的差异。
    clr = 5; //ok??

## **【7】联合体(共同体)** ##

### **【7.1】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;
    //计算连个变量的大小
    printf("%d\n", sizeof(un));

### **【7.2】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）。

union Un
    {
    	int i;
    	char c;
    };
    union Un un;
    // 下面输出的结果是一样的吗？
    printf("%d\n", &(un.i));
    printf("%d\n", &(un.c));
    //下面输出的结果是什么？
    un.i = 0x11223344;
    un.c = 0x55;
    printf("%x\n", un.i);

### **【7.3】联合大小的计算**  ###

*  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];
    	int i;
    };
    union Un2
    {
    	short c[7];
    	int i;
    };
    //下面输出的结果是什么？
    printf("%d\n", sizeof(union Un1));		// 8
    printf("%d\n", sizeof(union Un2));		// 16

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