面试题：C语言结构体在复杂数据结构设计及内存管理中的优化

结构体设计思路

通用节点结构体：设计一个通用的节点结构体，包含一个指向数据的指针，这样可以通过该指针指向不同类型的数据，从而实现不同类型数据成员的支持。
动态内存分配：为了避免内存碎片化，采用大块内存分配的方式。可以预先分配一定大小的内存池，节点的数据成员从这个内存池中分配。
树形结构：在节点结构体中包含指向子节点和兄弟节点的指针，以实现多层嵌套的树形结构。

关键代码片段

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 定义一个通用的数据类型，用于表示不同类型的数据
typedef union {
    int int_data;
    float float_data;
    char* string_data;
    // 可以根据需要添加更多的数据类型
} Data;

// 定义节点结构体
typedef struct Node {
    Data data;
    struct Node* child;
    struct Node* sibling;
} Node;

// 内存池相关
#define MEMORY_POOL_SIZE 1024 * 1024 // 1MB内存池
static char memory_pool[MEMORY_POOL_SIZE];
static int pool_index = 0;

// 从内存池分配内存
void* allocate_from_pool(size_t size) {
    if (pool_index + size > MEMORY_POOL_SIZE) {
        fprintf(stderr, "内存池不足\n");
        return NULL;
    }
    void* ptr = &memory_pool[pool_index];
    pool_index += size;
    return ptr;
}

// 创建新节点
Node* create_node() {
    Node* new_node = (Node*)allocate_from_pool(sizeof(Node));
    if (!new_node) return NULL;
    new_node->child = NULL;
    new_node->sibling = NULL;
    return new_node;
}

// 设置节点数据（以设置int类型数据为例）
void set_node_data_int(Node* node, int value) {
    node->data.int_data = value;
}

// 添加子节点
void add_child(Node* parent, Node* child) {
    if (parent->child) {
        Node* sibling = parent->child;
        while (sibling->sibling) {
            sibling = sibling->sibling;
        }
        sibling->sibling = child;
    } else {
        parent->child = child;
    }
}

// 删除子节点（以删除第一个子节点为例）
void remove_child(Node* parent) {
    if (parent->child) {
        Node* temp = parent->child;
        parent->child = parent->child->sibling;
        // 这里没有真正释放子节点占用的内存，实际应用中可能需要递归释放子节点及其所有后代节点
    }
}

// 释放内存池（简单示例，实际可能需要更复杂的处理）
void free_memory_pool() {
    pool_index = 0;
}

代码说明

通用数据类型：通过union定义了一个通用的数据类型Data，可以存储不同类型的数据。
节点结构体：Node结构体包含Data类型的数据成员以及指向子节点和兄弟节点的指针。
内存池分配：allocate_from_pool函数从预先定义的内存池中分配内存，避免了频繁的小块内存分配导致的碎片化。
节点操作：create_node函数创建新节点，set_node_data_int设置节点的int类型数据，add_child添加子节点，remove_child删除子节点（简单示例，实际可能需要更复杂的递归删除）。
内存池释放：free_memory_pool函数简单重置内存池索引，实际应用中可能需要更复杂的内存清理操作。

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