Mohican_4/22 结构体 typedef 枚举联合位段内存对齐

一.结构体

struct  Test
{int a;int b;int c;
};

关键字 struct ，表示其是一个结构体,后面是一个可选的标记（Test)

strcut Test Code

strcut Test 的作用类似于 int 或float的声明。

a.在定义之后跟变量名，声明结构的过程和定义结构变量的过程可以使用合并成一步

struct  Test
{int a;int b;int c;
}Code;

b.不使用标记Tag, 直接写变量名

struct
{int a;int b;int c;
}Code;

如果想多次使用一个结构模板，就需要使用带有标记的形式或者使用typedef

二.typedef 的作用

1.typedef的使用

typedef struct Simple
{int a;int b;int c;
}simple;

可以使用 simple 代替 struct Simple

//举例 用typedef 声明 初始化
typedef struct
{int a;int b;int c;
}complex;complex test = {2,4,7};

2.结构体的初始化

    struct Person  {  char *name;  int age;  double heigth;  };

（1）定义的同时初始化

   struct Person p1 = {"luban7hao",3,100};

（2）先定义再逐个初始化

    struct Person p2;  p2.name = "luban8hao";  p2.age = 4;  p2.heigth = 101;

（3）定义后全部初始化

    struct Person p3;  p3 = (struct Person){"luban9hap",5,102};

注意：

结构体和数组在这里的区别，数组不能先定义再进行一次性初始化

结构体要明确的告诉系统{}中是一个结构体

（4）将数据赋给指定的属性

 struct Person p4 = {.heigth=104, .name="luban10ha0", .age=6};

3.结构体数组

（1）声明

struct book library[MAXBKS];

（2）示例

#include <stdio.h>#define MAXTITL 40
#define MAXAUTL 30
#define MAXBKS  100 /*最多书籍的册数*/struct book
{char title[MAXTITL];char author[MAXAUTL];float value;
};int main(int argc, char const *argv[])
{struct book library[MAXBKS]; /*结构数组*/int count = 0;int index;printf("Please enter the book title.\n");printf("Press [enter] at the start of a line to stop.\n");while(count < MAXBKS && gets(library[count].title) != NULL && library[count].title[0] != '\0'){printf("Now enter the author.\n");gets(library[count].author);printf("Now enter the value.\n");scanf("%f", &library[count++].value);while(getchar() != '\n'){continue;}if (count < MAXBKS){printf("Enter the next title.\n");}}if (count > 0){printf("Here is the list of your books: \n");for (index = 0; index < count; index++){printf("%s by %s: $%.2f\n", library[index].title, library[index].author, library[index].value);}}else{printf("No books?Too bad.\n");}return 0;
}

4.结构体指针

（1）声明

struct guy *him; // 指向结构体的指针

（2）示例

#include <stdio.h>#define LEN 20struct names {char first[LEN];char last[LEN];
};struct guy {struct names handle;char favfood[LEN];char job[LEN];float income;
};int main(int argc, char const *argv[])
{struct guy fellows[2] = {   {{"Ewen", "Villard"},"grilled salmon","personality coach",58112.00},{{"Rodney", "Swillbelly"},"tripe","tabloid editor",2344422.00}};struct guy *him; // 指向结构体的指针printf("address #1: %p #2: %p\n", &fellows[0], &fellows[1]);him = &fellows[0];printf("pointer #1: %p #2: %p\n", him, him + 1);printf("him->income is $%.2f: (*him).income is $%.2f\n", him->income, (*him).income);printf("him->favfood is %s: him->handle.last is %s\n", him->favfood, him->handle.last);return 0;
}

5.访问结构体成员

访问成员，2种方式：

使用->，如him->favfood
使用(*him).income，注意必须用圆括号，因为.运算符比*的优先级更高

三.位段

1.定义与声明：

位段的声明与结构体类似，但是其成员是一个或者多个位的字段。这些不长度的字段实际上存储在一个或者多个的整形变量中。

2.位段的使用

struct Test
{unsigned int f1 :1; unsigned int f2 :1; unsigned int f3 :1; unsigned int type :4;unsigned int index :9;
};

我们定义了一个结构 Test

该结构定义了五个成员。

第一个成员叫做 f1, 是 unsigned int 类型的。规定了它以 1 位存放。

成员f2 和 f3 被定义为长度只有 1 位的。定义成员 type 占有 4 位。定义成员 index 占有 9 位。

C 编译器自动地把上面的位段定义压缩在一起。位段的划分如图所示。Test总共使用了 16 位。

这种方法的好处是, 定义成 Test类型的变量的位段, 可以如引用一般的结构成员一样方便地引用。同时, 使用了更少的内存单元数。

3.特殊情况

在包含位段的结构中, 也可以包括 "通常的" 数据类型。因此, 如果我们想定义一个结构, 它包含一个 int, 一个 char, 和二个 1 位的标志：

 struct Test{int a;int b;unsigned f1:1;unsigned f2:1;};

当位段出现在结构体中，被压缩成一个字，如果某个位段无法放入一个字中，则该字的剩余部分不用，直接跳入下一个字中。

举例：利用位段和联合体完成Float To Int 转换

//参考博客 https://blog.csdn.net/huai1693838234/article/details/44804459 用C++实现
//float型数据在计算机中以IEEE754标准存储
//32位长度，1位实数符号位（原码表示），1位指数符号位，7位指数位（此八位为移码表示）以及23位数据位（补码表示)

union  Bit
{float val;//将要强转的值struct H{//由于机器是小端//小端简单地说 就是高地址存高位 低地址存低位 结构体成员是向高地址增长的//所以用如下方式获取unsigned int tail:23;//获取val的最后23位 即尾码unsigned int offset:8;//获取val的中间8位 即阶码+偏移量unsigned int flag:1;//获取val的第一位 即符号位}H;
};
//abs()函数：求绝对值(整数)
//exp()函数：e的次幂函数(以e为底的x次方值)  在另一种方法求float to int 会使用到，此次作业暂时不涉及。
int FloatToInt2(float val)
{if(abs(val) < 0.000001)//如果为0值 直接返回{return 0;}int res;//保存返回值Bit temp;temp.val = val;int offset = temp.H.offset - 127;//获得偏移量res = temp.H.tail;res |= 0x00800000;//将丢弃的1填充回来res = res >> (23-offset);//移位操作 舍弃小数点后的数字if(temp.H.flag == 1)//负数{res = -res;}return res;
}
int main()
{printf("%d\n",FloatToInt2(-12.7));getchar();return 0;
}

使用位段时, 必须注意下列事项:
1.在某些机器上, 位段总是作为 unsigned 处理, 而不管它们是否被说明成 unsigned 的。
2.大多数C 编译器都不支持超过一个字长的位段。
3.位段不可标明维数; 即, 不能说明位段数组, 例如 flag:l[2]。
4.最后, 不可以取位段地址。原因是, 在这种情况不, 显然没有称作为 "位段指针" 类型的变量。

四.联合体

联合的声明与结构体类似，但是联合的所有成员引用的是内存中相同的位置

不同时刻把不同的东西存储在同一个位置时，可以使用联合。

union (联合体)
{}
sizeof(union)  //最大的一个元素的大小

五.枚举类型

enum abc { a,b,c,}
//如果给中间的值 例如:b 赋值 b=4 ,则再输出的时候只能给后面的值 c+1, 则c =5,而前面的a不能-1；
//就是一个常量和限制

六.关于内存对齐的使用规则

（1）前面的地址必须是后面的地址的整数倍，不是就补齐

（2）整个struct的长度必须是最长字节的正数倍！~~

（3）如程序中有#pragma pack(n)预编译指令，则所有成员对齐以n字节为准(即偏移量是n的整数倍)，

不再考虑当前类型以及最大结构体内类型

注意:关于pragma pack(n)的使用

（1）n必须是已有的大小，如：1，2，4，8 等

（2）如果指定的大小>默认的大小，是以默认的为准

（3）如果指定的大小<默认的大小，以指定的为准

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