1. 简介

结构体是一种复合数据类型，它不同于数组，允许将不同类型的数据包含在内组成一个复合的数据类型。C语言中使用struct关键字来表示结构体，同时允许程序员自定义结构体，这使得C语言更加地灵活编程。

但是它不同于面向对象中的类的概念，结构体内只有不同类型的属性，没有方法。

联合体也是一种复合的数据类型，它允许在相同的位置存储不同的数据，C语言中使用union关键字来表示，联合体内的成员不具有单独的内存空间，都是共享内存空间的，也就是说同一时刻只能存储一个值。

2. struct结构体

2.1 struct的声明与初始化

结构体使用struct关键字来定义，可以包含任何基本数据类型及其他复合数据类型。

struct person{  //定义一个结构体person
   char name[20];
   int age;
   int height;
};

上面的示例中，使用关键字struct定义了一个名为person的结构体类型，包含三个不同类型的成员，结构体结尾的分号不要忘记写上。

结构体类型定义好之后，就可以声明结构体类型的变量，然后对结构体内的成员进行初始化。

struct person person1;
person1.name = "小明";
person1.age = 18;
person1.height = 180;
//等同于
struct person person1 = {"小明",18,180};

上面的示例是结构体person的变量声明以及初始化的两种方式，使用大括号{}对成员赋值时，必须与声明时的成员顺序一致，除非是指定成员初始化；如果缺失成员的初始化，会自动初始化为0，和数组一样。

struct person person1 = {.age = 18,.name = "小明"};//指定成员赋值
//等同于
struct person person1 = {.age = 18,.name = "小明".height = 0};//初始化为0

结构体类型的定义与变量声明可以合并在一起。

struct person{  //定义一个结构体person
   char name[20];
   int age;
   int height;
}person1;

如果定义类型与变量声明合并在一起，则允许省略类型名称，定义匿名的结构体类型。

struct{  //定义一个结构体person
   char name[20];
   int age;
   int height;
}person1;

结构体数据类型还可以支持类型定义、变量声明、初始化写在一起。

struct{  //定义一个结构体person
   char name[20];
   int age;
   int height;
}person1 = {"小明",18,180};

2.2 结构体指针

结构体也是数据类型，也可以声明为指针变量，让指针变量指向结构体类型。

struct person{  //定义一个结构体person
   char name[20];
   int age;
   int height;
}*person1;//指针变量指向结构体类型

//等同于
struct person{  //定义一个结构体person
   char name[20];
   int age;
   int height;
};
struct person *person1;

结构体类型可以作为函数的参数传递，可以是值传递，也可以是指针传递。通常情况下，使用指针变量作为参数，不必创建一个结构体副本，避免了复制整个结构体到内存空间。

struct person{  //定义一个结构体person
   char name[20];
   int age;
   int height;
};
//传入结构体类型
void func(struct person person1){  
   person1.age = 18;
}
struct person person1 = {"小明",18,180};
func(person1);

//传入结构体指针
void func(struct person *person1){
     (*person1).age = 18;//等同于person1->age
}
struct person person1 = {"小明",18,180};
func(&person1);

上面的示例中，分别展现了值传递和指针传递的两种方式，值传递时传递的是结构体的副本，修改结构体的数据时不会影响原结构体的值，但是效率会低下；如果是指针传递的话，则是传入的是结构体的地址，即同一个结构体，这样的话只需要操作指针即可，无需把整个结构体都复制到栈中，提高了程序的性能。

传入结构体指针时，就需要使用(*person1)先取值，再使用.符号获取成员，这样写会很麻烦；C语言提供一种更便捷的方式，使用->符号获取结构体成员，比如person1->age。

另外，使用结构体指针作为函数参数时，在函数调用时，实参要传入指针变量的地址。

2.3 结构体位域

C语言中，结构体内的成员支持以二进制位为单位定义，可以自由控制结构体所占用的内存空间，这就是结构体的位域成员（bit field）。位域成员再定义时需要指定所占用的位数。

struct s{//定义含有位域成员的结构体
   int a:1;
   int b:2;
   int c:3;
   int  :4;//匿名位域，跳过4位
}s1;

上面的示例中定义了一个结构体类型s，含有4个位域成员，前面是类型和位域名称，冒号后面是占用的位数，如果相邻的位域成员类型相同且总位数没有超过类型的大小，则会连续存储；如果超过了类型的大小（包含匿名位域），就从新的内存单元开始存储。上面的int类型是32位且相邻，所以位域会连续存储。

3. union联合体

3.1 union声明与初始化

C语言使用union关键字来定义联合体类型，和结构体类似，都可以定义不同类型的数据。union联合体内的成员共享同一块内存空间，联合体的大小是最大成员的大小，而非所有成员的总和。

union u{//定义一个联合体类型
   int i;
   float f;
   char c[10];
};

上面示例中，使用union关键字定义了联合体u，包含三个不同类型的成员。同样和结构体一样，也需要声明变量并初始化，也是用.符号来访问联合体成员。

union u u1;//声明union变量

//初始化
u1.i = 1;
u1.f = 1.2;
u1.c = "C";

联合体变量声明和初始化也可以合并在一起，如果不指定成员名，默认赋值给第一个成员。

union u u1 = {.i = 1};//指定成员初始化

union u u1 = {1};//不指定成员默认初始化第一个成员，即i

3.2 联合体指针

和结构体一样，联合体也可以声明为指针变量，使指针指向联合体，也是使用->符号访问联合体成员。

union u{
   int i;
   float f;
   char c[10];
};
union u *u1;//声明联合体指针
u1->i = 1;//访问联合体成员

4. 结构体与联合体的区别

• 结构体类型使用struct关键字定义，而联合体类型使用union关键字定义；
• 结构体类型中的每个成员都有独立的内存空间，联合体类型的成员是共享内存，大小是最大成员的大小；
• 结构体类型中的大小是所有成员的总和（对齐原则），联合体类型的大小是最大成员的大小。