一、位段

1.什么是位段

位段的声明和结构体是类似的，有两个不同：

1.位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int 。
2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。

例如：

struct A
{
	int _a:2;
	int _b:5;
	int _c:10;
	int _d:30;
};

A就是一个位段类型。
那位段A的大小是多少？

	printf("%d\n", sizeof(struct A));

这我们便要了解下位段的内存分配了。

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。

举个例子：

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;      //空间是如何开辟的？
	return 0;
}

在这里插入图片描述
结构体 s 的地址是0x00B3FC74，可以看出该地址存放的数据是 62 03 04 cc ，那么它的存储方式应该如图。

也就是在该环境下，先开辟一个字节大小，根据每个开辟的空间由右向左存放的规则来存放数据，再看每个变量分配的大小，来进行数据的截取并存放，存放下一个数据时看剩余的大小是否可以存放该变量，行则继续存放，不能则再开辟空间。

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：

跟结构体相比，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。

4.位段的应用

例:网络数据的封装
假设有A和B两个人, 他们在网上聊天,聊天本质上就是数据传输, 那么他们的数据如何精准传输呢 ?
为什么不会传给C呢?
其实这个就像我们写信一样, 我们写的信都要封装起来, 上面有收件人的各种信息,这样才能准确送到。

数据就像是那一封信, 通过封装也就能精准传输了。具体封装如下:
在这里插入图片描述
此时就能凸显位段的好处了, 使用位段能很好的节省空间, 对于每个部分都能合适的分配内存, 数据包就变小了, 极大的提高了数据传输效率。

二、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

这里就可以使用枚举了。

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。
例如：

不赋初值如下:

enum Color//颜色
{
	RED, 
	GREE,  
	BLU  
};

我们可以看看里面值的情况：
在这里插入图片描述

还可以赋初值:

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

enum Color//颜色
{
	RED=2,
	GREEN,   //3        在2的基础上加一
	BLUE   //4
};

为什么叫枚举常量呢？
我们可以看看如下代码：
在这里插入图片描述

我们给RED赋值，结果报错了，这是因为RED是枚举常量，常量不能被修改，当然我们可以在枚举里面修改。

2.枚举的优点

为什么使用枚举？

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

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; //不能这样赋值

三、联合（共用体）

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，特征是这些成员共用同一块空间（所以联合也叫共体）。
比如：

//联合类型的声明
union Un
{
	char c;
	int i;
};
//联合变量的定义
union Un un;
//计算联合体变量的大小
printf("%d\n", sizeof(un));     //大小为4，计算规则下面细说

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);    //16进制打印

在这里插入图片描述
可以看出它们的所占用的首地址是一样的。
如果先存放 0x11223344 ，因为是小端存储，所以在内存中存放的顺序应该是 44 33 22 11 ，再存放char型的55，就会修改44，得到 55 33 22 11，也就是数据11223355。（如果对大小端有疑惑，可以翻看往期博文）

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。
比如：

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));
printf("%d\n", sizeof(union Un2));

在这里插入图片描述
解析：

union Un1
{
	char c[5];     //占用5个比特位，对齐数为1
	int i;        //占用4个比特位，对齐数为4       最大对齐数为4
};               //该联合体最小为5，因为不是最大对齐数的倍数，所以为8
union Un2
{
	short c[7];      //占用14个比特位，对齐数为2
	int i;           //占用4个比特位，对齐数为4     最大对齐数为4
};                   //该联合体最小为14，因为不是最大对齐数的倍数，所以为16
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(union Un1));
	printf("%d\n", sizeof(union Un2));
	return 0;
}

关于结构体我们已经有了一个比较深入的了解，下期我们就来做个通讯录吧，算是对所学知识的一种总结运用了。

详解位段+枚举+联合（接结构体）

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