Windows Native C 程式設計（八）：結構體、聯合體、列舉、typedef 詳解

結構體

定義與宣告

struct Birthday { int year, month, day; };

struct Employee {
    int id;
    char *name;
    float salary;
    struct Birthday birth; // 巢狀結構
};

變數初始化

struct Employee e1 = {100, "webabcd", 100.5f, {1980, 2, 14}};
struct Employee e2 = {.id = 101, .name = "wanglei"}; // C99 指定初始化

指標存取

struct Employee *p = &e1;
printf("%s\n", p->name); // 等同 (*p).name

陣列與指標關係

struct Employee team[2] = {e1, e2};
struct Employee *ptr = team; // 指向首元素
ptr[1].id == team[1].id;     // 等價

傳遞建議

結構體較大時，**傳指標**避免整體複製開銷：

void print_emp(const struct Employee *e); // const 防誤改

聯合體

成員**共用同一塊記憶體**，大小 = 最大成員大小 (對齊後)。

union Data {
    int i;
    float f;
    char str[10];
} u;

u.i = 0x61626364; // 'a','b','c','d' (小端序)
printf("%c%c%c%c\n", u.str[0], u.str[1], u.str[2], u.str[3]); // d c b a

應用場景

• 節省記憶體：互斥欄位 (如 IPv4/IPv6 地址)
• 型別轉換檢視：同一位元模式以不同型別解讀
• 硬體暫存器映射：位元欄位 + 聯合體

列舉

enum Weekday { SUN, MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT };
enum Weekday today = WED; // 值為 3
if (today == 3) ... // 可直接與整數比較

自訂值

enum ErrorCode { OK = 0, ERR_IO = -1, ERR_MEM = -2, ERR_NET = -3 };

匿名列舉 (常數群)

enum { MAX_CONN = 1024, BUF_SIZE = 4096 };

typedef 類型別名

typedef int Integer;
typedef int *IntPtr;
typedef char Name[20];
typedef char *String;
typedef struct Employee Emp; // 結構體別名

Integer a = 10;
IntPtr p = &a;
Name n = "webabcd";
String s = "hello";
Emp e = {1, "web", 100.0f, {1990,1,1}};

巨集 vs typedef 差異

記憶體對齊補充

struct AlignTest {
    char c;   // 1 byte
    // 3 bytes padding
    int i;    // 4 bytes
    // 共 8 bytes
};
// 重新排序可省空間：
struct Better {
    int i;    // 4
    char c;   // 1
    // 3 padding → 共 8 (同樣大小，但某情況可緊湊)
};

使用 #pragma pack(n) 或 __attribute__((packed)) 可控制對齊，但可能影響存取效能。

總結

• 結構體：組合相關資料，支援巢狀、指標、陣列
• 聯合體：共用記憶體，用於互斥欄位或位元級檢視
• 列舉：具名常數群，增強可讀性與型別安全
• typedef：建立型別別名，簡化複雜宣告，優於巨集