9:c语言结构体、共同体、位运算、typedef/const

目录

 

1.结构体

结构体变量：

成员的获取和赋值

2.c结构体数组

3.c语言结构体类型的指针

通过结构体指针获取结构体成员

结构体数组 = 指针

结构体指针作为函数参数

4.c枚举类型 enum

5.C语言共用体（Union）

6.C语言位域

7.c语言位运算

8.C语言typedef：给类型起一个别名

按照类似的写法，还可以为函数指针类型定义别名，其实我不太清楚？：

typedef 和 #define 的区别

9.C语言const：禁止修改变量的值

const 和指针

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1.结构体

在C语言中，可以使用结构体（Struct）来存放一组不同类型的数据。结构体的定义形式为：

struct 结构体名{
    结构体所包含的变量或数组
};

注意大括号后面的分号;不能少，这是一条完整的语句。

 

像 int、float、char 等是由C语言本身提供的数据类型，不能再进行分拆，我们称之为基本数据类型；而结构体可以包含多个基本类型的数据，也可以包含其他的结构体，我们将它称为复杂数据类型或构造数据类型。

结构体变量：

既然结构体是一种数据类型，那么就可以用它来定义变量。例如：

struct stu stu1, stu2;

stu 就像一个“模板”，定义出来的变量都具有相同的性质。也可以将结构体比作“图纸”，将结构体变量比作“零件”，根据同一张图纸生产出来的零件的特性都是一样的。

//你也可以在定义结构体的同时定义结构体变量：

struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在学习小组
    float score;  //成绩
} stu1, stu2;

//无结构体名称，这样此后无法再定义结构体变量
struct{  //没有写 stu
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在学习小组
    float score;  //成绩
} stu1, stu2;

成员的获取和赋值

结构体和数组类似，也是一组数据的集合，整体使用没有太大的意义。数组使用下标[ ]获取单个元素，结构体使用点号.获取单个成员。获取结构体成员的一般格式为：

结构体变量名.成员名;

除了可以对成员进行逐一赋值，也可以在定义时整体赋值，不过整体赋值仅限于定义结构体变量的时候，在使用过程中只能对成员逐一赋值，这和数组的赋值非常类似。整体赋值是默认值。

struct stu stus[10];会初始化stus数组，把模板stu放在stus为首的空间；而int arr[10];不会初始化，是因为，arr里直接是int字节数；

数组如果初始化，内部的值就是默认值。int arr[10] = {}；相当于初始化

struct{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
} stu1, stu2 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 };

需要注意的是，结构体是一种自定义的数据类型，是创建变量的模板，不占用内存空间；结构体变量才包含了实实在在的数据，需要内存空间来存储。

 

2.c结构体数组

定义结构体数组和定义结构体变量的方式类似：

#include
  2 int main(){
  3         struct teacher{
  4                 char *name;
  5                 int age;
  6         }class[]={
  7                 {"yz",20},
  8                 {"zzq",12}
  9         };
 10 
 11         printf("%d\n",class[0].age);
 12 
 13         struct teacher school[2];
 14         struct teacher ly,yyk;
 15         ly.age = 100;
 16         yyk.age = 200;
 17         ly.name = "ly";
 18         yyk.name = "yyk";
 19         school[0] = ly;
 20         school[1] = yyk;
 21         printf("%d\n",school[0].age);
 22 
 23 }
~           

3.c语言结构体类型的指针

指针也可以指向一个结构体，定义的形式一般为：

struct 结构体名 *变量名;

可以先定义结构体，再定义结构体的指针；也可以定义结构体的同时定义结构体指针；eg:

 1 #include
  2 int main(){
  3         struct stu{
  4                 char *name;
  5                 int age;
  6         }stu2,stu3 = {"yz",12},*pstu = &stu3;
  7 
  8         struct stu *stu1;
  9         struct stu s;
 10         s.name = "yz";
 11         s.age = 100;
 12 
 13         stu1 = &s;
 14 
 15         printf("%d\n",(*stu1).age);
 16         printf("%s\n",stu1->name);
 17         printf("pstu3.name=%s\n",pstu->name);
 18 }

注意，结构体变量名和数组名不同，数组名在表达式中会被转换为数组指针，而结构体变量名不会，无论在任何表达式中它表示的都是整个集合本身，要想取得结构体变量的地址，必须在前面加&.

还应该注意，结构体和结构体变量是两个不同的概念：结构体是一种数据类型，是一种创建变量的模板，编译器不会为它分配内存空间，就像 int、float、char 这些关键字本身不占用内存一样；结构体变量才包含实实在在的数据，才需要内存来存储。

通过结构体指针获取结构体成员

(*ptr).name 或者 ptr->name

结构体数组 = 指针

 

结构体指针作为函数参数

结构体变量名代表的是整个集合本身，作为函数参数时传递的整个集合，也就是所有成员，而不是像数组一样被编译器转换成一个指针。如果结构体成员较多，尤其是成员为数组时，传送的时间和空间开销会很大，影响程序的运行效率。所以最好的办法就是使用结构体指针，这时由实参传向形参的只是一个地址，非常快速。

4.c枚举类型 enum

些数据的取值往往是有限的，只能是非常少量的整数.

定义：enum 类型名{值名字1=1，值名字2}；enum 类型名{值名字1，值名字2}a,b；enum 类型名 a,b;

5.C语言共用体（Union）

通过前面的讲解，我们知道结构体（Struct）是一种构造类型或复杂类型，它可以包含多个类型不同的成员。在C语言中，还有另外一种和结构体非常类似的语法，叫做共用体（Union），它的定义格式为：

union 共用体名{
    成员列表
};

共用体有时也被称为联合或者联合体，这也是 Union 这个单词的本意。

结构体和共用体的区别在于：结构体的各个成员会占用不同的内存，互相之间没有影响；而共用体的所有成员占用同一段内存，修改一个成员会影响其余所有成员。

结构体占用的内存大于等于所有成员占用的内存的总和（成员之间可能会存在缝隙），共用体占用的内存等于最长的成员占用的内存。共用体使用了内存覆盖技术，同一时刻只能保存一个成员的值，如果对新的成员赋值，就会把原来成员的值覆盖掉。

共用体也是一种自定义类型，可以通过它来创建变量

 

6.C语言位域

在结构体定义时，我们可以指定某个成员变量所占用的二进制位数（Bit），这就是位域。请看下面的例子：

C语言标准还规定，只有有限的几种数据类型可以用于位域。在 ANSI C 中，这几种数据类型是 int、signed int 和 unsigned int（int 默认就是 signed int）；到了 C99，_Bool 也被支持了。

struct bs{

unsigned m;

unsigned n: 4;

unsigned char ch: 6;

}

C语言标准规定，位域的宽度不能超过它所依附的数据类型的长度。通俗地讲，成员变量都是有类型的，这个类型限制了成员变量的最大长度，:后面的数字不能超过这个长度。

7.c语言位运算

 

C语言提供了六种位运算符：

运算符	&	|	^	~	<<	>>
说明	按位与	按位或	按位异或	取反	左移	右移

C语言中不能直接使用二进制，&两边的操作数可以是十进制、八进制、十六进制，它们在内存中最终都是以二进制形式存储，&就是对这些内存中的二进制位进行运算。其他的位运算符也是相同的道理。

8.C语言typedef：给类型起一个别名

C语言允许为一个数据类型起一个新的别名，就像给人起“绰号”一样。

起别名的目的不是为了提高程序运行效率，而是为了编码方便。例如有一个结构体的名字是 stu，要想定义一个结构体变量就得这样写：

struct stu stu1;

struct 看起来就是多余的，但不写又会报错。如果为 struct stu 起了一个别名 STU，书写起来就简单了：

STU stu1;

这种写法更加简练，意义也非常明确，不管是在标准头文件中还是以后的编程实践中，都会大量使用这种别名。

使用关键字 typedef 可以为类型起一个新的别名，语法格式为：

typedef  oldName  newName;

数组也是有类型的。例如char a1[20];定义了一个数组 a1，它的类型就是 char [20]，

由上句可见，我认为：类型就是对这种类型数据占据大小的约束；

需要强调的是，typedef 是赋予现有类型一个新的名字，而不是创建新的类型。为了“见名知意”，请尽量使用含义明确的标识符，并且尽量大写。

再如，为指针类型定义别名：

typedef int (*PTR_TO_ARR)[4];//int  *ptr;

表示 PTR_TO_ARR 是类型int * [4]的别名，它是一个二维数组指针类型。

按照类似的写法，还可以为函数指针类型定义别名，其实我不太清楚？：

typedef int (*PTR_TO_FUNC)(int, int);
PTR_TO_FUNC pfunc;

typedef 和 #define 的区别

typedef 在表现上有时候类似于 #define，但它和宏替换之间存在一个关键性的区别。正确思考这个问题的方法就是把 typedef 看成一种彻底的“封装”类型，声明之后不能再往里面增加别的东西。

9.C语言const：禁止修改变量的值

有时候我们希望定义这样一种变量，它的值不能被改变，在整个作用域中都保持固定。例如，用一个变量来表示班级的最大人数，或者表示缓冲区的大小。为了满足这一要求，可以使用const关键字对变量加以限定：

const int MaxNum = 100; //班级的最大人数

创建常量的格式通常为：

const type name = value;

const 和指针

const 也可以和指针变量一起使用，这样可以限制指针变量本身，也可以限制指针指向的数据。const 和指针一起使用会有几种不同的顺序，如下所示：

1. const int *p1;
2. int const *p2;
3. int * const p3;

在最后一种情况下，指针是只读的，也就是 p3 本身的值不能被修改；在前面两种情况下，指针所指向的数据是只读的，也就是 p1、p2 本身的值可以修改（指向不同的数据），但它们指向的数据不能被修改。