C语言结构体

Posted 2022-03-24 qihuanye-229110

1.引入

问题域：跟问题本身相关的一些因素，元素，条件等这些

分析问题，需求，目标

算法思路

 

解决方案域：

与具体的解决问题的方式，方法相关的一些因素，条件

 

数学  =》数学方法（公式，方程）

 

C语言  =》算法模型、存储类型、语法...

 

问题域 =》解决方案域

要把问题域里面的因素  =》解决方案域的因素

 

“人”  在解决方案域用什么描述

 

建模 ：来描述问题

 

现实世界物体需要抽象成计算机语言中数据类型

 

学生：

学号  =>int

姓名  =>char[]

性别  =>char/int

年龄  =>int

地址  =>char[]

...

=> 这些物体的属性组合到一个数据类型中

C语言中允许程序员定义自己的组合类型

结构体

联合体/共用体

枚举

 

2.结构体:自定义的一种组合数据类型

2.1

定义

 

struct  结构体名

成员类型1 成员名1;

成员类型2 成员名2;

成员类型3 成员名3;

....

;

 

结构体名 ：符合C语言中标识符的规定

 

struct  结构体名  =>(你定义的)新类型的名字

 

成员类型 :C语言任意合法的数据类型都可以

成员名 :符合C语言中标识符的规定

 

eg:

struct student

int num;

char name[32];

char sex;

int age;

char addr[32];

;

 

=》//定义了一个新类型  struct student

这个类型里面包含了5个成员

 

定义一个新类型的变量

struct student s;

 

sizeof(s) =>

 

2.2结构体成员的内存布局

 

（1）sizeof(s) =>sizeof( struct student)

(a)结构体类型所占内存，是各个成员变量所占内存之和

(b) "字节对齐"问题

"字节对齐"是从CPU的效率来考虑的。在不同的CPU和编译器下

字节对齐的方式不一样

 

（1）要求每个变量的地址必须是4的倍数，4字节对齐

struct test

char a;

int b;

;

 

sizeof(struct test) =>8

 

struct test

char a;

int b;

char c;

;//12

 

（2）要求每个变量按它类型的长度对齐

 

struct test

char a;

int b;

;

 

sizeof(struct test) =>8

 

在GCC编译器是成员的大小对齐。

 

（2）结构体内各成员变量内存布局

以定义时各成员变量出现的次序，依次保存

 

2.3结构体变量的引用

访问结构体中成员变量

（1）结构体变量名.成员变量名

 

. :域操作符

成员变量与普通变量的用法和含义是一样（左右值）

s.num = 1;

b = s.num;

 

定义一个指针变量p来保存num的地址

int*p;

p = &(s.num)

 

char*p = s.name;

 

struct student*p = = malloc(sizeof(struct student));

(*p) <=>p指向的那个结构体变量

 

(*p).num

 

(2)（*结构体指针）.成员变量名

(*p).num = 1;

b = (*p).num;

 

(3)

结构体指针变量名->成员名

p->num = 1;

b = p->num;

 

 

2.4定义并初始化结构体变量

结构体的初始化用

 

struct birthday

int y,m,d;

;

struct student

int num;

char name[32];

int sex;

int score;

struct birthday birth;

 

;

 

(1)按定义时的顺序依次初始化各成员变量，用逗号分开

struct student s =

1001,

"lili",

1,

100,

1998,1,1

;

 

(2)不按顺序， .成员变量名 = 值

可以任意初始化任意个成员变量，不一定要按照顺序

struct student s =

.name = "pxl",

.birth = .m = 5

;

 

(3)结构体数组初始化

a. 按照数组元素的顺序依次初始化

struct student class[3] =

//class[0]

1001,

"gfuye",

1,

123,

1998,5,4

,

,// class[1]

;

 

b.不按照数组元素的顺序，  [下标] =

这种方式，不同的编译器下，情况或限制不一样

struct student class[3] =

[1] =

.num = 1001

,

[2] =

;

 

练习：

定义一个结构体数组，从键盘上输入每个结构体的内容

struct birthday

int y,m,d;

;

 

struct student

int num;

char name[32];

int sex;

int score;

struct birthday birth;

 

;

 

 

2.共用体

定义：

union 共用体名

共用体类型1 共用成员名1;

共用体类型2 共用成员名2;

...

 

;

 

共用体和结构体的最大区别：

结构体所占的内存大小是各成员变量所占大小之和

共用体所占的内存大小是各成员变量所占最大的那个

内存是共用的

 

union test

int a;

char b;

short c;

 

;

 

sizeof(union test) =>4

成员变量a,b,c共用一块内存。

当成员变量a,b,c不同时使用时，为了节省内存空间，可以考虑用共用体

 

union test

char a;

char b;

 

;

 

union test s;

s.a = ‘A‘;

// &s.a  == &s.b

printf("b = %d\n",s.b); =>65

 

大端模式  小端模式

cpu寄存器按bit位来保存数据，内存是按照字节编号来保存数据

 

大端模式：

内存的低地址存放寄存器中的高字节

 

小端模式：

内存的低地址存放寄存器中的低字节

 

 

练习：

运行你的机器，测试你的机器到底是大端模式还是小端模式 3.c

union test

int a;

char b;

;

 

union test s;

s.a = 0x12345678;//1

if(s.b == 0x78)

printf("是小端模式");

else

printf("是大端模式");

 

3.枚举

把该类型变量所有可能的值都列举出来                                         

 

枚举类型用于声明一组可以命名的常数，当一个变量有几种可能的取值的时候

 

int weekday;// 1 2 3 4 5 6 7

 

定义：

enum 枚举类型名枚举元素的列表;

 

eg:

enum weekdaysun,mon,tue,wed,the,fri,sat;

 

enum weekday week = tue;//定义了一个变量并初始化为tue

 

枚举变量的赋值只能为枚举元素之一

 

枚举元素代表整型的常量，从左至右一次代表 0,1,2,3,4,....

 

定义时可以指定枚举元素的数值，未指定的元素依次从左至右顺序加1（数值可以重复）

 0    2       3   4    0      1   2

enum weekdaysun,mon = 2,tue,wed,the = 0,fri,sat;

 

enum weekday week = sun;

 

printf("%d %d %d \n",week,tue,sat);//0 3 2

 

 

enum colorred,green,blue;

 

enum color c = blue;//2

 

 

作业：

1. 从命令行输入两个加数，获取和

./a.out 123 456

 

123+456 = 579

 

int atoi(char*s)

 

return num;

 

int main(int argc,char**argv)

sum = atoi(argv[1]) + atoi(argv[2])

 

 

2.在字符串s中找到最大的那个字符并放在第一个位置上，并将该字符串的字符顺序移动

boy&girl

 

=>ybo&girl

 

 

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typedef :类型重命名

typedef是用来声明一个新类型，来替换已有的一个类型，方便移植

 

typedef 现有的类型名 新类型名;

 

==============

typedef unsigned char uchar;

 

uchar a;//unsigned char a;

 

==========

int NUM[100];//定义了一个数组，数组名NUM

假如要你定义一个和NUM一样的类型的变量a

 

typeof(NUM) a;

 

typedef int[100] sss;//定义了一个新类型sss,int[100]

 

sss a;// int[100] a => int a[100]

=========

void (*p)(int,int);//定义了一个函数指针

 

typeof(p) p1;//定义了一个变量p1,它的类型就是p的类型

 

typedef void(*p2)(int,int) ;定义了一个新类型，函数指针类型，类型名p2

 

p2 p1;//定义了一个变量p1,它的类型就是p的类型

 

===============

typedef加在定义变量（数组）前面，变成定义一个新类型

 

int a;//a是一个变量

 

typedef int a;//a就是一个新类型，等同int

 

==============

int b[1024];

typedef int b[1024];//b就是一个新类型，等同int[1024]

 

====

int(*p)(int,int);//定义一个函数指针变量p

 

typedef int(*p)(int,int);//定义了一个新类型p,函数指针类型

 

typedef struct student

int a;

student;//定义了一个新类型 类型名student

 

 struct student

int a;

int b;

student;//定义这个类型的同时，用这个类型定义了一个变量，变量名为student

==================

 

struct

char a;

student;