3. 自定义类型****
目录
1. 内存对齐（必考）
如何计算？
为什么要内存对齐？
2. 联合
2.1 联合的定义
2.2 联合的特点
1. 内存对齐（必考）
结构体内存对齐是一个特别热门的考点。
如何计算？
- 第一个成员在与结构体偏移量为0的地址处
- 其他成员变量要对齐到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
- 结构体总大小为最大对齐数的整数倍，每个成员变量都有一个对齐数
- 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，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套的）的整数倍。
举几个例子：
struct s1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
printf("%zu\n", sizeof(struct s1)); 12内存图：
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
| c1 | 填 | 填 | 填 | i (4 字节) | c2 | 填 | 填 | 填 |
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-
c1（1 字节）：位于偏移量0。占用 1 个字节。 -
为了对齐
int i，编译器在c1后插入了 3 个填充字节。int的大小是4，默认对齐数是8，他们的较小值是4，所以 i 要对齐到对齐数也就是4的整数倍的地址（4，8，12，16...） -
c2，对齐数是1，1的整数倍8就可以放。
-
总大小为最大对齐数的整数倍，char是1， int是4，最大对齐数是4，对齐到4的整数倍12。
struct s2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
printf("%zu\n", sizeof(struct s2)); 8+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
| c1 | c2 | 填 | 填 | i (4 字节) |
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+struct s3
{
double d; 8
char c; 1
int i; 4
};
printf("%zu\n", sizeof(struct s3)); 16偏移量 内容
----- -----
0 d (字节 0)
1 d (字节 1)
2 d (字节 2)
3 d (字节 3)
4 d (字节 4)
5 d (字节 5)
6 d (字节 6)
7 d (字节 7)
----------------------
8 c
----------------------
9 填充
10 填充
11 填充
----------------------
12 i (字节 0)
13 i (字节 1)
14 i (字节 2)
15 i (字节 3)
----------------------struct s4
{
char c1; 1
struct s3 s3; 8
char c2; 1
};
printf("%zu\n", sizeof(struct s4)); 32s3的大小是16，默认对齐数是8，对齐数是较小值 = 8。从8的整数倍--8开始。
偏移量 内容
----- -----
0 c1
1 填充
2 填充
3 填充
4 填充
5 填充
6 填充
7 填充
----------------------
8 s3
9 s3
10 s3
11 s3
.....
23 s3
----------------------
24 d
25 d
26 d
27 d
.....
31 dd的对齐数是8，从8的倍数开始，3*8=24，所以从24开始到31.
总大小为最大对齐数8的整数倍，4*8=32
为什么要内存对齐？
1.平台原因：
不是所有硬件平台都能访问任意地址上的任意数据，某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出异常。
2.性能原因：
数据结构（尤其是栈）应该尽可能在自然边界上对齐。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一次访问。
比如，一次访问4个字节，但是没有对齐，一个int可能上面存了2字节，下面存了两个字节，正好被访问从中间截断了，需要访问两次。
总体来说：
结构体的内存对齐是拿空间换时间的做法。所以在涉及结构体时，要让占用小的成员尽量集中在一起，就像前面的s1和s2，成员一摸一样，但是占用空间不同。
2. 联合
2.1 联合的定义
联合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一块空间（所以联合也叫共用体）
union Un
{
char c;
int i;
};
union Un un;
printf("%zu\n", sizeof(un)); 4我们发现c和i共用了空间，大小为4。
2.2 联合的特点
成员共用一块内存空间，后存的会把先存的覆盖掉，一个联合变量的大小，至少是最大成员的大小（至少得有能力保存最大的那个成员），当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍时，就要对齐到最大对齐数的整数倍。
union Un2
{
int i;
char c;
};
union Un2 un2;
int main()
{
printf("%zu\n", sizeof(un2)); 4
printf("%p\n", &(un2.i)); 00007ff7626ff034
printf("%p\n", &(un2.c)); 00007ff7626ff034
un2.i = 0x12345678;
printf("%x\n", un2.i); 12345678
un2.c = 0x00000012;
printf("%x\n", un2.i); 12345612
}由于联合体的成员共享同一块内存，因此 un2.i 和 un2.c 的地址是相同的
-
首先将
un2.i赋值为0x12345678。 -
然后将
un2.c赋值为0x00000012。
由于联合体的成员共享内存，修改 un2.c 会覆盖 un2.i 的第一个字节（最低字节）
-
由于
un2.c修改了un2.i的第一个字节，un2.i的值会发生变化。 -
具体分析：
-
初始值：
un2.i = 0x12345678。 -
修改
un2.c后，un2.i的第一个字节被覆盖为0x12。 -
最终值：
un2.i = 0x12345612。
-
-
输出为 12345612。
这里就可以引出大小端存储
面试题：判断当前计算机的大小端存储
可以用联合解决：
union Un
{
char c;
int i;
}un;
int main()
{
un.i = 1;
if(un.c ==1)
printf("小端""\n");
else
printf("大端""\n");
return 0;
}小端序（Little Endian）
-
低字节存储在低地址，高字节存储在高地址。
-
un.i = 1的内存布局：
地址 值
---- ----
0x00 01 // 低字节
0x01 00
0x02 00
0x03 00 // 高字节un.c 访问的是 0x00 地址的字节，值为 1，因此 un.c == 1 为真。
大端序（Big Endian）
-
高字节存储在低地址，低字节存储在高地址。
-
un.i = 1的内存布局：
地址 值
---- ----
0x00 00 // 高字节
0x01 00
0x02 00
0x03 01 // 低字节un.c 访问的是 0x00 地址的字节，值为 0，因此 un.c == 1 为假。