ANSI C (5) —— 结构、联合、位字段、枚举

2016-12-14 09:56:29来源:http://blog.csdn.net/theArcticOcean/article/details/53536891作者:theArcticOcean人点击

第七城市

结构


结构体在声明的时候并没有分配任何的内存资源,只有定义了结构体变量才会产生相应的内存分配。

typedef和#define的区别


#define仅仅是做简单的替换,而typedef是给某种数据类型创建一个替代名。看这样的例子:


#include 
#define charP char*
int main(){
charP s1="I love you.", s2="hello";
return 0;
}

编译:

$ gcc typedef.ctypedef.c: In function ‘main’:
typedef.c:4:29: warning: initialization makes integer from pointer without a cast
charP s1="I love you.", s2="hello";
^

typedef:

#include 
typedef char* charP;
int main(){
charP s1="I love you.", s2="hello";
return 0;
}

编译:

$ gcc typedef.c

结构体直接赋值

#include 
typedef struct node{
char *s;
int a;
float b;
}Node;
int main(){
Node A;
A.s = "hello";
A.a = 12;
A.b = 2.5;
Node B = A;
printf("s is %s, a is %d, b is %f/n",B.s,B.a,B.b);
return 0;
}
#include 
#include
typedef struct node{
char s[30];
int a;
float b;
}Node;
int main(){
Node A;
strcpy(A.s,"hello");
A.a = 12;
A.b = 2.5;
Node B = A;
printf("s is %s, a is %d, b is %f/n",B.s,B.a,B.b);
return 0;
}
/*
edemon@ubuntu1:~/workspace$ ./a.outs is hello, a is 12, b is 2.500000
*/

结构体的嵌套


结构体定义中含有另一种结构体,这是合法的:

struct point{
int x,y;
};
struct trangle{
struct point p[3];};

但是含有自身类型就是非法的了。

struct trangle{
struct trangle p[3];};
/*
$ gcc struct1.cstruct1.c:8:17: error: array type has incomplete element type
struct trangle p[3]; ^
*/

结构体定义中可以拥有指向自身类型结构的指针。这样的自指结构是合法的。

struct trangle{
struct trangle* p[3];};

自指结构最典型的应用就是链表。

结构体定义的注意点


和C++不同,C不能在结构体中定义函数,因为C约定结构和算法(函数)是分开的。看下面的代码:

struct man{
char *name;
void show(){
printf("hello, I'm %s./n",name);
}
};
int main(void) {
struct man man1;
man1.name = "wei";
man1.show();
return EXIT_SUCCESS;
}

直接编译,我们会得到这样的信息: error: ‘struct man’ has no member named ‘show’而如果是在C++ 中编译,这不会有问题。C++ 中的struct是有this指针的,如下代码可以正常运行:

struct man{
char *name;
man(const char *name){
strcpy(this->name,name);
}
void show(){
printf("hello, I'm %s./n",name);
}
};

结构体中的成员默认都是public的。结构体不能包含显式的无参构造函数。如:

struct man{
char *name;
man(const char *name){
//strcpy(this->name,name);
this->name = (char *)name;
}
man(){
this->name = "??";
}
void show(){
printf("hello, I'm %s./n",name);
}
};
int main(void) {
struct man man2();
man2.show();
return EXIT_SUCCESS;
}

我们将得到:

error: request for member ‘show’ in ‘man2’, which is of non-class typeman()’

将man()删除仍然有这样的错误,这是为什么,因为结构体是没有默认的构造函数的,涉及到initobj等指令。


结构从基类OBJECT继承,但它不支持继承。

联合

联合体的存储


联合变量的存储区域可以存储多类型的数据。但是在任何时候,它只能存储一种数据,联合变量的大小是size最大成员的大小。下面是一个联合的例子,涉及到C++的typeid操作符,用于判断数据类型。

#include 
#include
#include
using namespace std;
union numbers{
char letter;
int number;
float dec_number;
double pre_number;
};
int main(){
union numbers num;
num.letter = 'a';
printf("typeid return %s, out data type size is %d, union numbers size is %d/n",/
typeid(num.letter).name(),sizeof(num.letter),sizeof(num));
num.number = 1;
printf("typeid return %s, out data type size is %d, union numbers size is %d/n",/
typeid(num.number).name(),sizeof(num.number),sizeof(num));
num.dec_number = 1.0f;
printf("typeid return %s, out data type size is %d, union numbers size is %d/n",/
typeid(num.dec_number).name(),sizeof(num.dec_number),sizeof(num));
num.pre_number = 1.0;
printf("typeid return %s, out data type size is %d, union numbers size is %d/n",/
typeid(num.pre_number).name(),sizeof(num.pre_number),sizeof(num));
return 0;
}

执行:

# ./a.outtypeid return c, out data type size is 1, union numbers size is 8
typeid return i, out data type size is 4, union numbers size is 8
typeid return f, out data type size is 4, union numbers size is 8
typeid return d, out data type size is 8, union numbers size is 8

联合的嵌套


在联合的定义中可以存在另一种不同的联合类型。比如:

union numbers{
char letter;
int number;
float dec_number;
double pre_number;
};
union Union{
union numbers num;
};

和结构体是一样的,它不能自身嵌套定义,比如:

union Union{
union Union num;
}
;

我们也能定义含有指向自身类型的指针的联合类型。

union Union{
union Union* num;
}
;

在这种情况下,num的类型已经改变,不再是自身。

位字段


首先复习一下字节、位等关键概念。Byte为字节,bit即位。转换1B = 8b; 1KB = 1024B; 1MB = 1024KB; 1GB = 1024MB.使用位字段,结构的成员被压缩到了一起,允许程序员在位的层次上访问内存,节省存储空间。注:位字段的数据类型必须是(signed) int、unsigned int。同时,位字段类型变量

不能地址操作 //--> error: cannot take address of bit-field ‘field1’   
不能计算字节数,sizeof //error: ‘sizeof’ applied to a bit-field

看看这个例子:

#include 
#include
struct temp{
int field1:8;
int field2:16;
long long t;
};
int main(){
struct temp num;
//printf("struct temp size is %d, field1 size is %d, field2 size is %d/n",sizeof(struct temp),sizeof(num.field1),sizeof(num.field2));
//void *p = (void *)&num.field1;
printf("struct temp size is %d/n",sizeof(struct temp));
return 0;
}

编译执行

[root@CentOS workspace]# gcc bit.c[root@CentOS workspace]# ./a.outstruct temp size is 12

field1和field2的内存占用是3个字节,int数据类型的字节数是4,所以最终结构体的内存占用是4+8 = 12.

枚举


通过枚举,我们可以定义自己的几种可能值的数据类型。在默认的情况下,第一个值和0关联,第二个值和1关联…C语言中没有布尔数据类型,我们可以自定义。比如:

#include 
#include
enum Boolean {false,true};
typedef enum Boolean bool;
bool check(int tag){
if(tag&1) return false;
return true;
}
int main(){
if(check(2)) puts("even");
else puts("odd"); return 0;
}

如果是自定义枚举成员的值,那么未自定义的成员按照顺序增大的原则赋值。比如:

#include 
#include
enum Node{t1=1, t2, t3=5, t4, t5};
int main(){
printf("t2 is %d, t4 is %d, t5 is %d/n",t2,t4,t5);
return 0;
}
/*
[root@CentOS workspace]# ./a.out
t2 is 2, t4 is 6, t5 is 7
*/

值得注意的是,enum的变量可以被任意赋值(不过只能给枚举变量赋值整数哈),不一定是定义的枚举成员。

#include 
#include
enum Node{t1=1, t2, t3=5, t4, t5};
int main(){
//printf("t2 is %d, t4 is %d, t5 is %d/n",t2,t4,t5);
enum Node t=-1;
printf("t is %d/n",t); return 0;
}
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