嵌入式培训之C语言学习完（十七）结构体、共用体、枚举、typedef关键字与位运算

目录

一、结构体（struct关键字）

（一）声明一个结构体数据类型

（二）结构体的成员初始化与赋值

a、结构体变量赋值

b、结构体成员初始化

c、结构体的定义形式

（三）考点：结构体在内存中所占字节数

（四）对结构体成员进行输出

（五）例题

二、共用体（union关键字）

三、枚举（enum关键字）

四、typedef关键字

五、位运算

（一）&  按位与  

（二）|  按位或

（三）^ 按位异或 

（四）~ 取反

（五）<<  左移 

（六）>>  右移

一、结构体（struct关键字）

        结构体类型—用来描述复杂数据的一种类型，它是构造类型的（用户自定义类型）一种。

（一）声明一个结构体数据类型

1、语法：

struct 结构体名//创建抽象的数据类型

{

   成员列表；

}；

2、理解：

（1）struct关键字表示在构造一个结构体类型；

（2）结构体名是用来描述结构体这个类型的一个名称；

（3）成员列表，它定义的形式，与之前的定义变量的方式是相同的，也用之前的那些

        数据类型定义，它不仅可以定义变量，还可以定义数组和指针变量；

        多个成员定义变量的时候，注意要用分号隔开；

        成员列表表示要描述的复杂数据中用到的具体的成员变量；

（4）特别注意在最后的花括号后面要加一个“；”。

3、示例：

4、结构体类型的使用：首先先定义出一个类型，再去定义需要的变量，

定义变量的形式是：struct 结构体名 变量名 即 结构体类型+变量名

eg：struct Student s;

（二）结构体的成员初始化与赋值

a、结构体变量赋值

1、示例：

注：（1）"  .  "为结构体成员运算符，优先级为1级，结合方向自左至右；

       （2）不能写成s.name = "zhangsan"；编译报错，数组不能被整体引用。

3、结构体变量与变量之间可赋值，示例：

b、结构体成员初始化

1、形式: struct student s={};
     初始化的时候，看每个成员变量具体是什么数据类型，然后根据各个成员变量自身的数据类型进行初始化；

示例：struct student s={1,"zhangsan",99};//此方法做不到只初始化一个成员

2、初始化次序不能颠倒应与结构体声明顺序保持一致；

3、结构体成员的部分初始化

示例：struct student s={ .id = 1};//其他未初始化的部分全为0；

           struct student s={ .name = "zhangsan" , .score = 99};//用逗号隔开

c、结构体的定义形式

形式1：先定义类型，然后定义变量

1. struct Student

2. {

3. }；

4. struct Student s；

形式2：定义类型的同时定义变量

1. struct Student

2. {

3. }s；

示例：声明结构体的同时定义了两个全局变量（s1,s2）

（三）考点：结构体在内存中所占字节数

内存对齐原则：

1、默认按照计算机位数对齐，64/8=8最终大小必须是8的整数倍；（32位系统下默认4字节对齐）

2、从结构体中的成员中查找最大字节的成员，最终按此成员大小对齐；

3、把每个成员按照声明顺序依次存放入内存，偏移量/sizeof（成员）必须能够整除。

（注：32位的平台 ：如果有超过4字节 ，按照4字节对齐；如果没有超过4字节的，则

按成员变量中最大对齐 ；64位的平台：如果超过4字节的，按超过的最大的成员变量对

齐，如果没有超过4字节的，则按成员变量中最大对齐）

示例：

图中代码printf("%lu\n",sizeof(struct Demo));运行结果为12（占12个字节）

注：内存对齐的原因：空间换时间，提高程序运行效率

（四）对结构体成员进行输出

1、->：指向结构体成员运算符；

2、指针用指向结构体成员运算符（->），变量用结构体成员运算符（.）;

3、输出函数1：

注：该函数为值传递（过程需要拷贝）；不建议使用

4、输出函数2：

注：该函数为指针传参（效率更好）

（五）例题

1、结构体的遍历

2、采用回调函数按学生成绩排序

3、采用qsort函数按学生名字排序

二、共用体（union关键字）

1、共用体：(union)它是共用一块内存空间（共用了最大成员的空间）；

2、语法：

union 共用体名

{

   成员变量；

}；

3、示例：

4、共用相同的内存空间（所以称为共用体）

运行结果：4（共占4个字节）

5、访问时只有最后被赋值的变量是有效的（彼此内存相互覆盖）

运行结果为1

6、4个字节被3个长度不同的变量共享时，共享总是从起始部分开始共享的（所有成员起始地址是相同的）；

7、用共用体判断计算机大小端存储：

三、枚举（enum关键字）

1、含义：将变量的值一个一个列举出来；变量的值只限于列举出来的值的范围内；

2、作用：为了提高代码的可读性；

3、语法

enum 枚举名

{

   列举各种值，//不是成员，是可能的取值（全为常量）

}；

注：列举各种值时，用逗号隔开，不需要类型名；

4、注意事项：

（1）枚举中逐个列举的值，默认是从0开始；如果有给定的值，则后续没有给值的枚举成员依次加1；

（2）枚举本质是一个int 类型的数据（可以放在switch中使用）；

（3）每个值可以用%d输出。

5、示例：

运行结果：sleep

运行结果为4

运行结果为2（列举的值默认从0开始）

运行结果为13（有给定的值，后续没有给值的枚举常量依次+1）

四、typedef关键字

1、typedef——type define

     它的本意不是定义类型，是给已有的数据类型起别名。

eg：

int a ；//定义了一个int 型变量，a为变量名（具体）

typedef int a； //此时a是int类型的类型名（抽象）

2、示例：

运行结果为4

3、作用：避免写长长的关键字；

此时Student为类型的类型名（抽象）

4、不建议使用其简化，代码可读性差；

示例：

a为数组整型，运行结果为40

a为函数的指针的数组，sizeof(a)为80

五、位运算

（一）&  按位与  

1、& ：双目运算符，优先级为8级，结合方向自左至右；

2、运算规则：一假则假 （任何一个为0，其结果必然为0；两个都为1，其结果为1）；

3、作用：指定位清零；

4、示例：

1001 1110 
0011 0010 &
-------------------

0001 0010 

（二）|  按位或

1、|：双目运算符，优先级为10级，结合方向自左至右；

2、运算规则:一真则真 （任何一个为1，其结果必然为1；两个都为0，其结果为0）；

3、作用：指定位置1；

4、示例：

1001 1110 
0011 0010 |
-------------------

1011 1110 

（三）^ 按位异或 

1、^：双目运算符，优先级为9级，结合方向自左至右；

2、运算规则：相同为0，不同为1；

3、作用：指定位翻转，其他位不变；

4、示例：

1001 1110 
0011 0010 ^
-------------------

1010 1100

（四）~ 取反

1、~：单目运算符，优先级为2级，结合方向自右至左；

2、运算规则：按位取反（将0变1,1变0）；

3、示例：

1001 1110  ~
-------------------

0110 0001

（五）<<  左移 

1、<<：双目运算符，优先级为5级，结合方向自左至右；

2、写法：a<<n  （表示将a这个数据左移n位 ）（C语言中为逻辑左移）

3、最高位无论是1还是0全丢掉，后面补0；

4、作用：指定位清零（ ~（1 << n））；

5、示例：

0000 0001 
0000 0010
左移1位  相当于乘 2  

（六）>>  右移

1、>>：双目运算符，优先级为5级，结合方向自左至右；

2、写法：a>>n（表示将 a这个数据 右移 n位）

3、算术右移是看符号位和看数据类型的：

（1）有符号数据类型，右移时，最高位补的是符号位； （算术右移）     

（2）无符号类型的数据，右移时，最高位补的0 ；（逻辑右移）

注：在使用右移运算符时最好定义无符号数据类型（eg:unsigned char）

4、示例：

1000

1100

-----------

0100

0010

右移1位  相当于除 2