一篇解自定义类型:结构体,位段,枚举,联合 C语言入门到入土(进阶篇)(二)

简介: 一篇解自定义类型:结构体,位段,枚举,联合 C语言入门到入土(进阶篇)(二)

2. 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 。

(位段的位个人认为可以理解为比特位,就是来 分配比特位 )


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 ));
//8


2.2 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?

image.png


(上面图是VS2013)


2.3 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:

跟结构体相比,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。


2.4 位段的应用


image.png


3. 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。


3.1 枚举类型的定义


enum Day // 星期
{
Mon ,
Tues ,
Wed ,
Thur ,
Fri ,
Sat ,
Sun
};
enum Sex // 性别
{
MALE ,
FEMALE ,
SECRET
} ;
enum Color // 颜色
{
RED ,
GREEN ,
BLUE
};


3.2 枚举的优点


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

5. 使用方便,一次可以定义多个常量

前面我们的通讯录中switch case那里就是使用枚举了的哈


3.3 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。


4. 联合(共用体)


4.1 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));


4.2 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)。


union Un
{
int i ;
char c ;
};
union Un un ;
// 下面输出的结果是一样的吗?
printf ( "%p\n" , & ( un . i ));
printf ( "%p\n" , & ( un . c ));
// 下面输出的结果是什么?
un . i = 0x11223344 ;
un . c = 0x55 ;
printf ( "%x\n" , un . i );

image.png


image.png


4.3 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 ));  //8
printf ( "%d\n" , sizeof ( union Un2 ));  //16

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