c语言自学教程——自定义类型:位段,枚举,联合

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目前在不断更新《c语言自学教程》
未来会讲到《数据结构算法》,《C++语言》,《Linux系统编程》,《Linux网络编程》,《MySQL数据库》等。
期待系统学习编程的小伙伴可以关注我,不错过!

1. 位段

结构体讲完就得讲讲结构体实现 位段 的能力。

1.1 什么是位段

位段的声明和结构是类似的,有两个不同:
1.位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int 。
2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。 比如:

struct A
{
	int _a:2;
	int _b:5;
	int _c:10;
	int _d:30;
};

A就是一个位段类型。 那位段A的大小是多少?

printf("%d\n", sizeof(struct A));

答案:8 解析:后面的数字代表所需的bit位,先开辟1int(32bit)不够用,再开辟1int,总共8字节。但d是 舍弃第一段剩余的位直接从第二段开始,还是利用,这是不确定的。 对于这点,我们可以用以下代码测试。

struct S
{
	char a : 3;
	char b : 4;
	char c : 5;
	char d : 4;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S));

若输出3说明是前者 若输出2说明是后者

1.2 位段的内存分配

  1. 位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char (属于整形家族)类型
  2. 位段的空间上是按照需要以4个字节( int )或者1个字节( char )的方式来开辟的。
  3. 位段涉及很多不确定因素,位段是不跨平台的,注重可移植的程序应该避免使用位段。
//一个例子
struct S
{
	char a:3;
	char b:4;
	char c:5;
	char d:4;
};
struct S s = {0};
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;
//空间是如何开辟的?

在这里插入图片描述 像这里的a分配位段不够存,就会发生截断 在这里插入图片描述 验证结果的确正确

1.3 位段的跨平台问题

  1. int 位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的。
  2. 位段中最大位的数目不能确定。(16位机器最大16,32位机器最大32,写成27,在16位机器会出问题。
  3. 位段中的成员在内存中从左向右分配,还是从右向左分配标准尚未定义。
  4. 当一个结构包含两个位段,第二个位段成员比较大,无法容纳于第一个位段剩余的位时,是舍弃剩余的位还是利用,这是不确定的。

总结:

跟结构相比,位段可以达到同样的效果,但是可以很好的节省空间,但是有跨平台的问题存在

1.4 位段的应用

请添加图片描述 以缓解网络传输拥堵,数据传输过程中需要尽可能节省内存空间,位段就能很方便实现这个功能。

2. 枚举

枚举顾名思义就是一一列举。 把可能的取值一一列举。 比如我们现实生活中: 一周的星期一到星期日是有限的7天,可以一一列举。 性别有:男、女、保密,也可以一一列举。 月份有12个月,也可以一一列举 这里就可以使用枚举了。

2.1 枚举类型的定义

enum Color//颜色
{
	RED,
	GREEN,
	BLUE
};

以上定义的 enum Color 是枚举类型。
{}中的内容是枚举类型的可能取值,也叫 枚举常量 。
这些可能取值都是有值的,默认从0开始,一次递增1,当然在定义的时候也可以赋初值。 例如:

enum Color//颜色
{
	RED=1,
	GREEN=2,
	BLUE=4
};

2.2 枚举的优点

为什么使用枚举? 我们可以使用 #define 定义常量,为什么非要使用枚举? 枚举的优点:

  1. 增加代码的可读性和可维护性
  2. 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查,更加严谨。
  3. 防止了命名污染(封装)
  4. 便于调试(预处理过程中会把#define翻译成对应常量,因此调试时真实的代码跟看到的会有些不同,不方便)
  5. 使用方便,一次可以定义多个常量

2.3 枚举的使用

enum Color//颜色
{
	RED=1,
	GREEN=2,
	BLUE=4
};
enum Color clr = GREEN;//只能拿枚举常量给枚举变量赋值,才不会出现类型的差异。
clr = 5; //ok??

ok

3. 联合(共用体)

3.1 联合类型的定义

联合也是一种特殊的自定义类型 这种类型定义的变量也包含一系列的成员,特征是这些成员公用同一块空间(所以联合也叫共用体)。 比如:

//联合类型的声明
union Un
{
	char c;
	int i;
};
//联合变量的定义
union Un un;
//计算连个变量的大小
printf("%d\n", sizeof(un));//4

3.2 联合的特点

联合的成员是共用同一块内存空间的,这样一个联合变量的大小,至少是最大成员的大小(因为联合至少得有能力保存最大的那个成员)。

面试题: 判断当前计算机的大小端存储请添加图片描述

int cheak_sys2()
{
	union
	{
		char c;
		int i;
	}u;
	u.i = 1;
	return u.c;
	//如果返回1,表示小端
	//如果返回0,表示大端
}

请添加图片描述

3.3 联合大小的计算

联合的大小至少是最大成员的大小。 当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍的时候,就要对齐到最大对齐数的整数倍。 比如:

union Un1
{
	char c[5];
	int i;
};
union Un2
{
	short c[7];
	int i;
};
//下面输出的结果是什么?
printf("%d\n", sizeof(union Un1));
printf("%d\n", sizeof(union Un2));

答案: 8 16

学完这些,是不是感觉开辟了新天地。 不要担心学了不会用,之后有一篇博客会讲如何综合运用所学知识实现通讯录的部分功能,并给予改进方案。 敬请期待!感兴趣的朋友可以关注我,不迷路!