自定义类型一：结构体及结构体与位段的“渊源”
作者：互联网
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小插曲：宏offsetof显示结构体成员相对于首地址的偏移量。
前言
我们知道，生活中的事物仅仅用C语言规定的数据类型来定义是远远不够的。比如描述一个人，此时我们就需要用到自定义类型中的结构体来描述了。又比如我们需要定义很多常量，如果一味地用define定义，那么看起来会很冗余，而且不方便管理，此时我们就需要用到枚举这个自定义类型。
好的，了解了这些之后，我们进入正文，关于自定义类型的内容。
一，自定义类型之结构体
1.1结构体基础知识
1.1.1结构体的声明
首先是结构体的声明，初始化以及自引用。如下代码所示：
我们声明了一个名为stu的结构体，该结构体有三个成员分别为 长度为10的name数组，整型的成员age，以及长度为10 的sex数组，分别表示该学生的名字，年龄以及性别。这就是结构体的声明，当然，不能省略的是结构体最后的分号。
1.1.2结构体的初始化
结构体可以有以下三种初始化方式，如下所示：
struct stu
{
char name[10];
int age;
char sex[10];
}s1 = { {"张三"},20,"男"};//第一种结构体内初始化
struct stu s2 = { {"李四"},24,"男"};//第二种全局变量初始化
int main()
{
struct stu s3 = { {"王五"},21,"女" };//第三种主函数内初始化
return 0;
}首先，第一种是在结构体末尾，第二种是设置为全局变量的初始化，第三种为主函数内初始化，三种形式均可。
1.1.3结构体的自引用以及嵌套
结构体是可以自引用的，就相当于自己调用自己；同时，结构体也是可以嵌套的，即在结构体内部添加另一个结构体，用以表示更为复杂的情况。
如上图所示，在结构体Node内部定义了三个成员，分别为整型的data，结构体stu，以及自引用结构体N。这里第二个成员为嵌套的结构体，第三个成员为自引用结构体。那么我们知道，这样的结构体就可以表示生活中比较复杂的事物了。
1.2结构体内存对齐
因为相对来说，结构体内存对齐是一个比较重要的知识点，小编为大家准备了一篇详细的文章供大家参考，如有需要，还请移步：结构体内存对齐_憨憨二号(*•̀ᴗ•́*)و ̑的博客-CSDN博客
但是这里小编还是需要提到关于结构体内存对齐的几个方面：
1.结构体第一个成员在内存中是存放在偏移量为 0 的位置。
2.之后的成员偏移量为：成员本身大小与编译器的默认对齐数取较小值，该值的整数倍数处。
3.整个结构体大小必须为：所有对齐数中的最大值的整数倍数（如果有嵌套，也是一样）。
对于第三条，小编再为大家解释一下：就是当所有的成员按照规则放置成功后，如果该偏移量不在某数（所有成员的最大对齐数）的整数倍数处，就需要增加到该数的整数倍数处，比如本来是到11，但最大对齐数时4，所以整体大小为12。
小插曲：宏offsetof显示结构体成员相对于首地址的偏移量。
为结构体而生的一个宏：offsetof，基本格式为 size_t offsetof( type,member);
首先，第一个参数type为结构体类型名字，第二个参数member为结构体成员名字。该宏计算的是某个成员相对于首地址的偏移量，具体实现如下所示：
#include<stdio.h>
#include<stddef.h>
struct s
{
int a;
char b;
int c;
};
int main()
{
printf("%u\n", offsetof(struct s, a));//0
printf("%u\n", offsetof(struct s, b));//4
printf("%u\n",offsetof (struct s, c));//8
return 0;
二，结构体实现位段
2.1什么是位段
位段，类似于结构体：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，但是不同的是，位段每个成员后面都有一个冒号和一个数字。
需要注意的几个点：
1.每个成员后面的数字表示该成员在内存中存放的二进制位数。
2.位段的成员都是整型家族的包括整型和字符型。
3.所以位段的开辟总是以4个字节或者1个字节去开辟的。
2.2位段在内存中的存储
这里小编主要为大家分析一下，位段在内存中的存放，大概和结构体内存对齐是差不多的：
重点：当前平台：vs2019
上图所示是一个位段的声明和成员的初始化，可以看到成员a的值为10，但是其在内存中只能存放3个比特位，后面三个成员也是一样分析。那么，如下图所示：
了解具体的存放形式之后，我们将其放入编译器分析如下所示：
当前编译器为：vs2019
如上图所示，在内存中该位段变量 s 的存储形式为：62 46 cc cc ，每个字节（8个比特位）从左到右，其地址为由高到低，这里是先存放低地址位，然后存放高地址位；然后当前编译器为vs2019，字节序列存储形式为小端模式，所以该位段变量 s 的四个char型成员在内存中是按照上图所示存储的。
然后关于这里最后两个字节内容为 cc cc ，虽然这里我们没有用他们，但是他们的内容变成了 c。其实这里只是该位段在初始化时，自动修改的，当该空间内容没有修改时，依旧保持原先更改的值。（这里跟函数栈帧类似哦！）
2.3位段的不移植性
好像这样看来，位段的存储也就那么回事，但是这里可能我们忽略了几个点：
1.这里只是表示了char类型的成员存储，并没有 int 类型的存储，但其实，关于整型的存储时，按照无符号还是有符号数存储没有定义。
2.因为机器的不同，有 16 / 32 / 64 位平台之分，而最小的 16 位平台只能存放 16 位，如果这里打算将一个整型放置 30 位（即在声明时），明显是不满足的。
3.当前面一个成员剩余的位数不足以容纳第二个成员，该剩余位数是舍弃还是利用是未知的。
4.位段中的成员是从左向右分配还是从右往左分配时未知的。
所以，因为这些内容在C语言标准中为定义，故位段的使用，不建议移植平台使用，如果想要在当前平台使用，最重要的还是要知道当前平台的使用方法。
好的，关于自定义类型中的结构体到这里就结束啦，如有问题，还请各位大神指正呀！
标签：初始化,1.1,自定义,成员,位段,体及,对齐,结构 来源： https://blog.csdn.net/qq_52777887/article/details/122794356