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关于c:C入门11自定义数据类型

jiezi

Summary

1）typedef 并不是创立了一个新类型，而是给一个已有类型创立了一个新的名字

2）typedef 次要用来 简化类型名 和对立定义变量的形式（重命名函数和数组）

3）struct 用于 自定义新类型 ，可能将 不同数据类型 的变量组成一个 汇合 。struct 创立新类型是一条非法的 语句 ，因而要以分号; 完结，外面的每个定义变量的语句，也都是以分号 ; 完结。

4）stuct 构造体类型 能够先申明再定义 （申明只是通知编译器构造体类型的新名字是什么，所以不定义也能够）。
如果 只是前置类型申明 ，然而还没有定义，这时候 只能定义指针 （因为在定义变量的时候须要 分配内存，只有类型无奈确定变量大小；但能够定义指针，因为指针固定大小 4 字节或 8 字节）。

5）struct 构造体类型能够 省略类型名 ，匿名构造体。两个匿名构造体的类型即便看起来一样，但依然 是不同的两个构造体类型。

6）struct 构造体变量的 实质是变量的汇合 ，外面的 成员占用独立的内存。

7）union 联合体也是 C 语言中用于 自定义类型 的一个关键字，用法和 struct 很像。union 与 struct 的不同之处在于：

  • 不论 union XX{}; 中有几个变量，所有的成员都 共享一段内存 ，所有成员的 起始地址都是雷同 的
  • union XX{}; 占用的内存 大小取决于成员的最大类型
  • union XX{}; 类型的变量只能以第一个成员类型的有效值进行 初始化
  • 当取不同联合体里不同变量的值时，要 以相应的类型去解读这一段内存

8）小端系统 ：低地址内存存储低位数据； 大端系统 ：低地址处存储高位数据；
union 联合体能够用于 判断零碎的大小端：

int isLittleEndian()
{
   union 
   {
       int i;
       char c;
   } test = {0};
   
   test.i = 1;   // 如果是小端系统，低地址就存低位数据，1 就会存在低地址处
   
   return (test.c == 1);  // c 只占一个字节，从低地址处取一个字节，应该失去 1
}

9）enum 是 C 语言中的 自定义类型 关键字，可能 定义整形常量的汇合 类型。特点：第一个 枚举常量的 默认值为 0 ；能够对任意枚举常量指定值（只能指定为整形 ）；后续常量的值默认在前一个值的根底上+1；
enum 类型的变量的 实质依然是一个整形变量 。所以 enum 类型变量的 大小为 4 。
C 语言中能够用任意一个整形值去初始化枚举变量（在 C ++ 中就必须用枚举值进行初始化，强类型）

10）古代程序设计中，内存应用的最小单元是字节 ；有一些 特定场合 ，能够将 比特位作为最小单元 应用内存：位域可能指定成员变量占用内存的比特位宽度

11）深刻 位域 ： 位域的实质依然是一个构造体类型

  • 位域成员必须是 整型，默认状况下成员顺次排列

    struct Bits1
{
  int a : 16;
  short b : 8;
  char c : 8;
  // float f : 16;  // error, bit-field‘f’has invalid type'位域的成员必须是整型！'
  float f;  // 如果不应用 : 指定位域宽度，那么 f 就是一个非法的构造体成员
};
sizeof(Bits1) = 8; // a:2, b:1, c:1, f:4

  • 位域成员占用的位数 不能超过类型宽度

    struct Bits2
{char c : 16;  // error: width of‘c’exceeds its type};

  • 当存储位有余时，主动启用新单元

    struct Bits3
{
  char a : 7;
  char b : 6;
};
sizeof(Bits3) = 2; // a 占一个字节，b 在 a 的字节里放不下了，只能用新的一个字节

// 如果 Bit3 中再加一个 char c；char c : 2;  // 此时 Bit3 大小为 2；因为 c 能够放到 b 所在的那个字节
char c : 3;  // 此时 Bit3 大小为 3；因为 c 放到 b 所在的字节超出了，须启用新单元

  • 能够应用 位域宽度 0 来示意舍弃后面未应用的位，新启用一个字节

    struct Bits4
{
  char a : 7;
  char   : 0;  // 舍弃后面未应用的位
  char b : 1;
};
sizeof(Bits4) = 2; // 两头的 'char : 0' 示意舍弃了 a 所在单元中剩下的位，在启用新的一个字节，所以大小为 2；// 如果去除两头的 'char : 0'，则大小为 1

// 如果 Bit3 中再加一个 char c；char c : 2;  // 此时 Bit3 大小为 2；因为 c 能够放到 b 所在的那个字节
char c : 3;  // 此时 Bit3 大小为 3；因为 c 放到 b 所在的字节超出了，须启用新单元

1、typedef

问题：C 语言中并没有提供 字节类型，如果咱们须要一个字节类型该怎么办？

类型命名关键字（typedef）

  • C 语言中能够对类型赋予 新名字

  • 语法：typedef Type NewTypeName;

    • 留神：typedef 并没有创立新类型，只是创立了类型别名

      typedef unsigned char byte;

byte b = 128;
char c = 128;

typedef 的利用：

  • typedef 常用语简化类型名，如

    typedef unsigned char uint8;
typedef int int32;
typedef unsigned long long uint64;
...

  • typedef 罕用于定义类型名，可能以 对立的形式 创立变量（Type var; 如以 ArrName arr; 的模式来定义数组）

    typedef float(FArr5)[5];         // FArr5 是一个数组类型：元素个数为 5，元素类型是 float
typedef int(IFuncII)(int, int);  // IFuncII 是一个函数类型：返回值是 int，参数列表是(int, int)

float _gArr[5] = {0};

int add(int a, int b) {return a +b;}

FArr5* pa = &_gArr;   // 定义数组指针
IFuncII* pf = add;    // 定义函数指针

int i = 0;
for(i = 0; i<5; i++)
  printf("%f\n", (*pa)[i]);  // 应用数组指针拜访数组
  
printf("%d\n", pf(i, i+1));  // 应用函数指针调用函数

2、struct

问题：C 语言中是否能够创立不同数据类型变量的有序汇合？

2.1 构造体

  • struct 是 C 语言中 自定义类型 的关键字

  • struct 可能定义 不同数据类型变量 的汇合 类型

    • 语法

      struct TypeName
{
   Type1 var1;
   Type2 var2;
   ...
};

语法示例：

struct Student
{char name[20];
    int id;
    short major;
};

struct Student s1 = {"Zhangsan", 908, 1};   // 构造体变量初始化列表

printf("s1.name = %s\n", s1.name);
printf("s1.id = %d\n", s1.id);
printf("s1.major= %d\n", s1.major);

深刻 struct 构造体类型

  • struct 构造体变量的实质是 变量的汇合
  • struct 构造体变量中的 成员占用独立的内存
  • struct 构造体类型能够用typedef 赋予新类型名
  • 能够定义struct 构造体类型的指针，并指向对应类型的变量
typedef struct Student Stu;   // 1）struct Student 还没有定义，就在后面定义新名字正当么？struct Student
{char name[20];
    int id;
    short major;
};

// main
Stu s = {{0}};     // 2)这种初始化形式能够么？Stu* ps = &s;

strcpy(ps->name, "Lisi");
ps->id = 1;
ps->major = 825;

// 释疑
// 1)typedef struct Student Stu; 只时一个申明，仅仅是申明 struct Student 这个类型能够用 Stu 来示意，所以不须要 struct Student 类型曾经定义了
// 2)Stu s = {{0}}; 其实等价于 Stu s = {{0}, 0, 0}。第一个成员用 {0} 初始化，前面没给的都用 0 初始化，相似于数组的初始化。字符串的实质是一个字符数组，所以能够用数组初始化的形式，用 {0} 初始化 name。

struct 能够定义无名构造体类型：

struct
{char name[20];
    int id;
} noname;

上面的代码是否正确？

struct {int a, b;} v1;
struct {int a, b;} v2; 
struct {int a, b;}* pv;

v1.a = 1;  v1.b = 2;

v2 = v1;
pv = &v2;

这段代码在 gcc 编译时就会 报错！

v2 = v1;  // error: 'incompatible types' when assigning to type 'struct <anonymous>' from type 'struct <anonymous>'
pv = &v2; // warning: assignment from 'incompatible pointer type'

编译器的报错指出，v1 v2 *pv 都是不同的构造体类型，不能间接进行互相赋值。阐明尽管 v1 和 v2 这两个匿名构造体看起来类型是一样的，存的变量也都一样，但实际上 是不同的类型！

2.2 位域

在古代程序中，内存应用的最小单位为字节 ；在一些特定场合，能够 将比特位作为最小单位 应用内存；构造体可能指定变量占用内存的比特位宽度（位域）

  • 位域示例

    struct BW
{
  unsigned char a : 4;  // a 占用一个字节的 4 位宽度
  unsigned char b : 2;  // b 占用一个字节的 2 位宽度
  unsigned char c : 2;  // c 占用一个字节的 2 位宽度
};

struct BW bw;

bw.a = 15; bw.b = 1; bw.c = 3;

printf("sizeof(struct BW) = %d\n", sizeof(bw));  // 输入 1

深刻位域：

  • 位域成员必须是 整型，默认状况下成员顺次排列

    struct Bits1
{
  int a : 16;
  short b : 8;
  char c : 8;
  // float f : 16;  // error, bit-field‘f’has invalid type'位域的成员必须是整型！'
  float f;  // 如果不应用 : 指定位域宽度，那么 f 就是一个非法的构造体成员
};
sizeof(Bits1) = 8; // a:2, b:1, c:1, f:4

  • 位域成员占用的位数 不能超过类型宽度

    struct Bits2
{char c : 16;  // error: width of‘c’exceeds its type};

  • 当存储位有余时，主动启用新单元

    struct Bits3
{
  char a : 7;
  char b : 6;
};
sizeof(Bits3) = 2; // a 占一个字节，b 在 a 的字节里放不下了，只能用新的一个字节

// 如果 Bit3 中再加一个 char c；char c : 2;  // 此时 Bit3 大小为 2；因为 c 能够放到 b 所在的那个字节
char c : 3;  // 此时 Bit3 大小为 3；因为 c 放到 b 所在的字节超出了，须启用新单元

  • 能够应用位域宽度 0 来示意舍弃后面未应用的位，新启用一个字节

    struct Bits4
{
  char a : 7;
  char   : 0;  // 舍弃后面未应用的位
  char b : 1;
};
sizeof(Bits4) = 2; // 两头的 'char : 0' 示意舍弃了 a 所在单元中剩下的位，在启用新的一个字节，所以大小为 2；// 如果去除两头的 'char : 0'，则大小为 1

// 如果 Bit3 中再加一个 char c；char c : 2;  // 此时 Bit3 大小为 2；因为 c 能够放到 b 所在的那个字节
char c : 3;  // 此时 Bit3 大小为 3；因为 c 放到 b 所在的字节超出了，须启用新单元

3、union

联合体 union

  • union 是 C 语言中的 自定义类型 关键字
  • union 是 struct 的兄弟关键字，用法上十分类似

  • 语法：

    union TypeName
{
  Type1 var1;
  Type2 var2;
  ...
};

union 与 struct 的不同:

  • union 类型所有成员 共享一段内存 （ 所有成员起始地址雷同）
  • union 类型的 大小取决于成员的最大类型
  • union 类型的变量 只能以第一个成员类型的有效值进行初始化

union 应用示例：

union Test
{
    int a;
    float f;
};

union Test t = {10};  // '只能以第一个成员类型的有效值进行初始化'

printf("sizeof(union Test) = %d\n", sizeof(t));  // 4, '大小取决于成员的最大类型'
printf("&t.a = %p\n", &t.a);  // 0xbfb21f78 
printf("&t.f = %p\n", &t.f);  // 0xbfb21f78, '共享一段内存' '所有成员起始地址雷同'

printf("t.a = %d\n", t.a);    // 10, 
printf("t.f = %f\n", t.f);    // 0.000000, 以浮点数类型去解读这个内存，天然不是预期的(浮点数在内存中的示意形式和整形不一样，详见 C 进阶)

t.f = 987654321.0f;
printf("t.a = %d\n", t.a);    // 1315666339，同上，以整形的形式去解读一个示意浮点数的内存，天然不是预期的 
printf("t.f = %f\n", t.f);    // 987654336.000000，'浮点数在内存中的示意本就是不准确的'，所以也不是预期的完全一致的（详见 C 进阶）

4、enum

C 语言中的枚举类型 enum

  • enum 是 C 语言中的自定义类型关键字
  • enum 可能定义整形常量的汇合类型

  • 语法：

    enum TypeName
{
  IntConst1,
  IntConst2,
  ...
};

enum 注意事项：

  • 第一个 枚举常量的 默认值为 0
  • 后续的常量值在前一个常量值的根底上 加 1

  • 能够对任意枚举常量指定整型值（只能指定整型值）

    enum Day{MON = 1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN};
enum Season{Spring, Summer = 3, Autumn, Winter = -1};

本文总结自“狄泰软件学院”唐佐林老师《C 语言入门课程》。
如有错漏之处，恳请斧正。

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