C基础知识(8)：结构体、共用体、位域

结构体

数组允许定义可存储相同类型数据项的变量，而结构体是C编程中另一种用户自定义的可用的数据类型，它允许用户可以存储不同类型的数据项。

struct 语句的格式如下：

 struct [structure tag]
 {
    member definition;
    member definition;
    ...
    member definition;
 } [one or more structure variables];

其中，structure tag 是可选的。在结构定义的末尾，最后一个分号之前，还可以指定一个或多个结构变量，这是可选的。

下面是一个定义结构和访问结构成员的例子：

 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 
 struct Books {
     int id;
     char title[];
     char author[];
     char subject[];
 };
 
 int main() {
     // 声明book1，类型为 Books
     struct Books book1;
     // 添加信息到book1
     book1.id = ;
     strcpy(book1.title, "Learn C program");
     strcpy(book1.author, "Zhang San");
     strcpy(book1.subject, "IT/Program");
     // 输出book1信息
     printf("%d\n", book1.id); //
     printf("%s\n", book1.title); // Learn C program
     printf("%s\n", book1.author); // Zhang San
     printf("%s\n", book1.subject); // IT/Program
 }

使用typedef关键字可以为类型取一个新的名字。例如，可以对结构体使用typedef来定义一个新的数据类型名字，然后使用这个新的数据类型来直接定义结构变量。

 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 
 typedef struct Books {
     int id;
     char title[];
     char author[];
     char subject[];
 } Book;
 
 int main() {
     // 声明book1，类型为 Books
     Book book1;
     // 添加信息到book1
     book1.id = ;
     strcpy(book1.title, "Learn C program");
     strcpy(book1.author, "Zhang San");
     strcpy(book1.subject, "IT/Program");
     // 输出book1信息
     printf("%d\n", book1.id); //
     printf("%s\n", book1.title); // Learn C program
     printf("%s\n", book1.author); // Zhang San
     printf("%s\n", book1.subject); // IT/Program
     return ;
 }

结构也可以作为函数参数，并使用指针。指针变量访问结构的成员，必须使用 -> 运算符。

 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 
 struct Books {
     int id;
     char title[];
     char author[];
     char subject[];
 };
 
 void printBook(struct Books *book);
 
 int main() {
     // 声明book1，类型为 Books
     struct Books book1;
     // 添加信息到book1
     book1.id = ;
     strcpy(book1.title, "Learn C program");
     strcpy(book1.author, "Zhang San");
     strcpy(book1.subject, "IT/Program");
     printBook(&book1);
 }
 
 void printBook(struct Books *book) {
     printf("%s\n", book->title);
     printf("%s\n", book->author);
     printf("%s\n", book->subject);
     printf("%d\n", book->id);
 }

共用体

共用体是一种特殊的数据类型，允许用户在相同的内存位置存储不同的数据类型。可以定义一个带有多成员的共用体，但是任何时候只能有一个成员带有值。共用体提供了一种使用相同的内存位置的有效方式。

 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 
 // 从下面例子可以看出
 // (1) 共用体占用的内存为共用体中最大的成员所占的内存。
 // (2) 最后赋的值才是有效值。
 union Data {
     int i;      // 4 Byte
     float f;    // 4 Byte
     char c[]; // 20 Byte
 };
 
 int main() {
     union Data data;
     printf("Memory: %d\n", sizeof(data)); //
     data.i = ;
     data.f = 20.5;
     strcpy(data.c, "This is a C program.");
     printf("data.i: %d\n", data.i); // 损坏值
     printf("data.f: %f\n", data.f); // 损坏值
     printf("data.c: %s\n", data.c); // This is a C program.
     return ;
 }

位域

把一个(或多个)字节中的二进位划分为几个不同的区域，并说明每个区域的位数。每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。这样就可以把几个不同的对象用一个(或多个)字节的二进制位域来表示。

注意事项：

(1) 一个位域必须存储在同一个字节中，不能跨两个字节。(说明一个位域不能超过8位)

(2) 一个字节所剩空间不够存放另一位域时，应从下一单元起存放该位域。(也可以用空域占位，使某位域从下一单元开始。)

 #include <stdio.h>
 
 struct bs {
     unsigned a :;
     unsigned b :;
     unsigned :; // 空域
     unsigned c :;
 } bit, *pbit;
 int main() {
     bit.a = ;
     bit.b = ;
     bit.c = ;
     printf("%d\t%d\t%d\n", bit.a, bit.b, bit.c); // 1 15 255
     pbit = &bit; // *pbit要初始化!
     pbit->a = ;
     pbit->b &= ; // 与运算
     pbit->c |= ; // 或运算
     printf("%d\t%d\t%d\n", pbit->a, pbit->b, pbit->c); // 0 7 255
 }