一.為何
struct tagNode struct tagNode
{ {
ElemType data; ElemType data;
struct tagNode LeftNode; struct tagNode* LeftNode;
struct tagNode RightNode; struct tagNode* RightNode;
};//無法通過編譯 };//正常通過編譯
C/C++采用靜態編譯模型。程序運行時，結構大小會在編譯后確定。程序要正確編譯，編譯器必須知道一個結構所占用的空間大小。除此之外還有一個邏輯方面的問題，在這種情況下，想想可以有LeftNode.LeftNode.LeftNode.LeftNode這類錯誤也稱為類和結構的遞歸定義錯誤
如果采用指針形式，指針的大小與機器的字長有關，不管是什么類型，編譯后指針的大小總是確定的，所以這種情況下不需要知道結構struct tagNode的確切定義。例如，在32位字長的CPU中，指針的長度為4字節。所以，如果采用指針的形式，struct tagNode的大小在其編譯后即可確定，為sizeof(int)+4+4.對於對象形式的struct tagNode定義，其長度在編譯后是無法確定的。
二.結構體對齊
C語言結構體對齊也是老生常談的話題了。基本上是面試題的必考題。結構體到底怎樣對齊？下面總結了對齊原則，在沒有#pragma pack宏的情況下：
原則1、普通數據成員對齊規則：第一個數據成員放在offset為0的地方，以后每個數據成員存儲的起始位置要從該成員大小的整數倍開始（比如int在32位機為４字節，則要從4的整數倍地址開始存儲）。
原則2、結構體成員對齊規則：如果一個結構里有某些結構體成員，則該結構體成員要從其內部最大元素大小的整數倍地址開始存儲。（struct a里存有struct b，b里有char，int，double等元素，那b應該從8的整數倍開始存儲。）
原則3、結構體大小對齊規則：結構體大小也就是sizeof的結果，必須是其內部成員中最大的對齊參數的整數倍，不足的要補齊。
補充一點，如果數組作為結構體成員，比如：char a[3]。它的對齊方式和分別寫3個char是一樣的，也就是說它還是按1個字節對齊。如果寫： typedef char Array3[3]；Array3這種類型的對齊方式還是按1個字節對齊，而不是按它的長度3對齊。如果共用體作為結構體成員，則該共用體成員要從其內部最大元素大小的整數倍地址開始存儲。
還有一種對齊原則，和上面三條一致，可以參考着理解。
成員對齊有一個重要的條件，即每個成員按自己的方式對齊。其對齊的規則是，每個成員按其類型的對齊參數(通常是這個類型的大小)和指定對齊參數(這里默認是8字節)中較小的一個對齊。並且結構的長度必須為所用過的所有對齊參數的整數倍，不夠就補空字節。
這三個原則具體怎樣理解呢？我們看下面幾個例子，通過實例來加深理解。
例1：struct {
short a1;
short a2;
short a3;
}A;
struct{
long a1;
short a2;
}B;
sizeof(A) = 6; 這個很好理解，三個short都為2。
sizeof(B) = 8; 這個比是不是比預想的大2個字節？long為4，short為2，整個為8，因為原則3。
例2：struct A{
int a;
char b;
short c;
};
struct B{
char b;
int a;
short c;
};
sizeof(A) = 8; int為4，char為1，short為2，這里用到了原則1和原則3。
sizeof(B) = 12; 是否超出預想范圍？char為1，int為4，short為2，怎么會是12？還是原則1和原則3。
深究一下，為什么是這樣，我們可以看看內存里的布局情況。
a b c
A的內存布局：1111, 1*,11
b a c
B的內存布局：1***,1111,11**
其中星號*表示填充的字節。A中，b后面為何要補充一個字節？因為c為short，其起始位置要為2的倍數，就是原則1。c的后面沒有補充，因為b和c正好占用4個字節，整個A占用空間為4的倍數，也就是最大成員int類型的倍數，所以不用補充。B中，b是char為1，b后面補充了3個字節，因為a是int為4，根據原則1，起始位置要為4的倍數，所以b后面要補充3個字節。c后面補充兩個字節，根據原則3，整個B占用空間要為4的倍數，c后面不補充，整個B的空間為10，不符，所以要補充2個字節。
再看一個結構中含有結構成員的例子：
例3：struct A{
int a;
double b;
float c;
};
struct B{
char e[2];
int f;
double g;
short h;
struct A i;
};
sizeof(A) = 24; 這個比較好理解，int為4，double為8，float為4，總長為8的倍數，補齊，所以整個A為24。
sizeof(B) = 48; 看看B的內存布局。
e f g h i
B的內存布局：11* *,1111,11111111, 11 * * * * * *,1111* * * *, 11111111, 1111 * * * * 。 i其實就是A的內存布局。i的起始位置要為24的倍數，所以h后面要補齊。把B的內存布局弄清楚，有關結構體的對齊方式基本就算掌握了。
以上講的都是沒有#pragma pack宏的情況，如果有#pragma pack宏，對齊方式按照宏的定義來。比如上面的結構體前加#pragma pack(1)，內存的布局就會完全改變。sizeof(A) = 16; sizeof(B) = 32;有了#pragma pack(1)，內存不會再遵循原則1和原則3了，按1字節對齊。沒錯，這不是理想中的沒有內存對齊的世界嗎。
a b c
A的內存布局：1111,11111111,1111
e f g h i
B的內存布局：11,1111,11111111,11,1111, 11111111, 1111
那#pragma pack(2)的結果又是多少呢？#pragma pack(4)呢？留給大家自己思考吧，相信沒有問題。
還有一種常見的情況，結構體中含位域字段。位域成員不能單獨被取sizeof值。C99規定int、unsigned int和bool可以作為位域類型，但編譯器幾乎都對此作了擴展，允許其它類型類型的存在。
使用位域的主要目的是壓縮存儲，其大致規則為：
1) 如果相鄰位域字段的類型相同，且其位寬之和小於類型的sizeof大小，則后面的字段將緊鄰前一個字段存儲，直到不能容納為止；
2) 如果相鄰位域字段的類型相同，但其位寬之和大於類型的sizeof大小，則后面的字段將從新的存儲單元開始，其偏移量為其類型大小的整數倍；
3) 如果相鄰的位域字段的類型不同，則各編譯器的具體實現有差異，VC6采取不壓縮方式，Dev-C++采取壓縮方式；
4) 如果位域字段之間穿插着非位域字段，則不進行壓縮；
5) 整個結構體的總大小為最寬基本類型成員大小的整數倍。
還是讓我們來看看例子。
例4：struct A{
char f1 : 3;
char f2 : 4;
char f3 : 5;
};
a b c
A的內存布局：111,1111 *,11111 * * *
位域類型為char，第1個字節僅能容納下f1和f2，所以f2被壓縮到第1個字節中，而f3只能從下一個字節開始。因此sizeof(A)的結果為2。
例5：struct B{
char f1 : 3;
short f2 : 4;
char f3 : 5;
};
由於相鄰位域類型不同，在VC6中其sizeof為6，在Dev-C++中為2。
例6：struct C{
char f1 : 3;
char f2;
char f3 : 5;
};
非位域字段穿插在其中，不會產生壓縮，在VC6和Dev-C++中得到的大小均為3。
考慮一個問題，為什么要設計內存對齊的處理方式呢？如果體系結構是不對齊的，成員將會一個挨一個存儲，顯然對齊更浪費了空間。那么為什么要使用對齊呢？體系結構的對齊和不對齊，是在時間和空間上的一個權衡。對齊節省了時間。假設一個體系結構的字長為w，那么它同時就假設了在這種體系結構上對寬度為w的數據的處理最頻繁也是最重要的。它的設計也是從優先提高對w位數據操作的效率來考慮的。有興趣的可以google一下，人家就可以跟你解釋的，一大堆的道理。
最后順便提一點，在設計結構體的時候，一般會尊照一個習慣，就是把占用空間小的類型排在前面，占用空間大的類型排在后面，這樣可以相對節約一些對齊空間。
三.既有結構，為何引入聯合
聯合定義
union WordToType
{
unsigned char Tbyte[2];
unsigned short Tword;
}Word;
從定義形式上看，“聯合”和“結構體”非常相似，但二者在本質上卻有很大差距。首先，在結構體中每個成員都有自己的內存，一個結構體變量的總長度等於各個成員長度的總和。而在聯合中，各個成員共享一段內存空間，一個聯合變量的長度等於各個成員中長度最大的那個成員的長度。聯合體對數據的引用與結構體對數據的引用方式相同，都必須通過聯合或結構體中的元素引用，而不能引用聯合體變量。例如，對於上面的聯合，下面的操作是錯誤的
printf("%d",Word);
聯合體的共享不是指把各個成員同時裝入一個聯合體內，而是數據根據聯合體的定義可以展現成不同的形式，同時向用戶傳遞不同信息的過程。
幾個特點：
1.同一個聯合體可用來存放幾種不同類型的成員，但是在每一瞬間只能存放其中的和種，而不是同時存放幾種，換句話說，每一瞬間只有一個成員起作用，其他的成員不起作用。
2.共用體變量中起作用的成員是最后一次存放的成員，在存入一個新成員后，原來的成員就失去作用
3.共用體變量的地址和其各成員的地址都是同一個地址
4.不能地共用體變量名賦值，也不能企圖引用變量名來得到一個值，並且也不能在定義共用體變量時對它進行初始化
5.不能把共用體變量作為函數參數，也不能作為函數的返回值，但可使用指向使用指向共用體變量的指針
6.共用體類型可出現在結構體類型的定義中，也可定義共用體數組;反之，結構體也可出現在共用體類型的定義中，數組也可作為共用體的成員