自定义内存2

1.位段

首先要注意的是，位段是依托结构体存在的，即位段只能在结构体内使用。其次，位段的使用对象是比特位i，而不是字节。

看下面的代码。

可以看到，第一个结构体与第二个结构体的差别仅仅在于后者使用了位段。如何求结构体的字节我们已经很清楚了，那么如果加上了位段的话，即表示该变量只需占用指定比特位的空间。如在第二个结构体里，首先a是int类型，那么系统会为其开辟4个字节，即32个比特位的空间，但是后面的“:2”说明使用者只需要其占用2个比特位的空间，那么即使开辟了32个比特位，a也只会占用其中2个比特位的空间，这时还剩30个比特位。对b来说，它也只需要2个比特位的空间，于是在剩下的30个比特位中又拿出两个给了b，此时还剩28个比特位，依次类推，则实际上只用开辟一次空间就可以把四个变量储存起来（注意，虽然一共只占用了8个比特位，但是系统为其开辟的空间仍旧是32个比特位，其他空间则被浪费了。）因此第二个结构体的大小就是4个字节。

当然，也有可能只开辟一次空间不够的情况。

 例如这种情况，系统首先为a开辟一个字节的空间，但a实际只占用了4个比特位，此时还剩5个比特位，接着b要占用1个比特位的空间，此时还剩4个比特位，但是c需要5个比特位的空间，此时就需要再开辟一个字节的空间，那么这里就有个问题，上一次剩下的4个比特位的空间会不会被使用呢？我们假设不会被使用，那么c占用了新开辟的8个比特位中的5个比特位的空间，此时还剩3个比特位，但是d需要6个比特位的空间，所以系统又为其开辟了一个字节的空间。因此该结构体的总大小就是三个字节。而如果系统不会浪费的话，那么2个字节就可以了。在vs2019下可以看到，其支持的是前者。

那么，位段到底要怎么使用呢？

举个例子，当我们定义一个人的年龄时一般用的是int类型，开辟了4个字节，我们知道一个int类型可以表示的最大整数为2^32-1，而一个人的年龄根本不可能那么大。所以我们可以使用位段，例如设置int age:10;即age这个变量占用十个比特位，我们知道此时age中可以表示的最大整数为2^10-1，1023，人的年龄也不可能超过1023的吧？因此使用位段就可以把原来占用的32个比特位缩减成10个比特位，就可以节省内存。

既如此，那还有一个问题，既然位段的单位是比特位，那么他们在内存中到底是怎么存储的呢？

我们给第二个结构体赋值进行调试。在对s初始化时其三个字节均是0,即00000000 00000000 00000000.我们知道3的二进制序列是011，但因为a占4个比特位，所以存储为0011。在这里，假设在一个字节内是从右往左开始存放的。那么现在就变成了00000011 00000000 00000000。b的二进制序列为101,但是其只占用了1个比特位，因此实际上只有最末端的1是有效的，即此时变成了00010011 00000000 00000000。以此类推，当程序运行后这三个字节就成了00010011 00001001 00001010，转化成十六进制代码则为13 09 0a。

枚举

所谓枚举，就是将某一事物的所有可能取值列出来，例如星期，可以有星期一，二，三，四，五，六，七；月份，一共只有12个月。枚举定义的是常量。

 要注意的是，枚举类型一次只可以使用其中一个取值，毕竟一天不可能同是星期一和星期二，系统会默认给第一个可能取值赋值为0，接下来就依次加1，但是也可以修改，比如在这里将TUES改为了3，则接下来的WED就为4了。

联合体

所谓联合体，也可以理解为共用体，其中的成员共享一段存储空间，也就是说，后赋值的数会覆盖前赋值的数。

如图。该联合体的大小为4个 字节。

关于联合体大小的计算，要遵循以下两个原则：

联合体的大小至少要是最大成员的大小。如果联合体里有一个成员是int，那么该联合体至少要有4个字节的大小。当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍时，其联合体大小要对齐到最大对齐数的整数倍。  动态内存

首先我们要明白一点，为什么有动态内存管理？在内存中共有三块存储区域，分别为栈区，堆区，静态区，我们平常写的代码一般都是储存在栈区或者静态区，但是这样有两个缺点，一是其开辟的空间大小是固定的，而是在开辟是必须指定数组的长度。也就是说，我们无法在后期动态修改其大小。

说道动态内存，就必须要先介绍四个动态内存函数，分别是malloc,free,calloc,realloc。接下来，分别对上述四个函数进行介绍。

malloc

这个函数的原型是void* malloc(size_t size)（括号里是所要开辟空间的总的字节大小）

可以看出，这个函数返回的是一个指针。如果开辟动态内存成功，则其返回的是该空间的地址，若是失败，则返回的是一个空指针。

2.free

这个函数的原型是void free(void* ptr)

如果ptr指向的空间不是动态内存分配的，那么free的行为是未定义的；如果ptr是空指针，则free什么也不做。

3.calloc

这个函数的原型是void* calloc(size_t num,size_t size)（括号里分别为元素个数与每一个元素的大小。与malloc的不同在于，calloc会自动初始化为0，如果开辟成功则返回内存地址，失败则返回空指针。

4.realloc

这个函数的原型是void* realloc(void* ptr,size_t size)（括号里分别为所要调整的内存地址，修改后的内存总大小）。调整成功则返回调整后的内存地址。

这个函数是为了更加方便灵活地使用我们的内存空间。

当然，在使用这个函数时有三种情况。一是可以在已有的空间基础上进行扩充，二是另外找一块空间，重新开辟。当然，也可能调整失败，返回了空指针。