C语言回炉重造(枚举,指针,结构体,共用体,位域)

本文深入探讨C语言中的枚举(enum)如何规则性赋值,指针的存储位置概念及操作,结构体(struct)作为数据组合的应用,共用体(union)如何共享内存空间,以及位域如何高效利用内存。通过实例讲解,帮助读者深化对C语言这些核心概念的理解。

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  1. 枚举 enum
    概念为,当有一系列变量需要规则性赋值是,可以使用enum作为一个特殊的数据类型。
    例如:需要给7个不同的变量分别赋值1到7(mon,tue,wed,thu,fri,sat,sun)
    在C中可以采用:

    enum DAY
    {
      MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
    };
    

    默认情况下,第一个变量会被赋值为0,当其中有一个变量被显性赋值时,这个变量后续的变量将依次加一。

  2. 指针的个人理解
    在java中我们定义一个变量val只需要考虑对于val的赋值与使用,而不用考虑val的储存位置
    例如 int val = 3, 这时候val相当于对3这个值做了一个引用,而3这个值是保存在内存空间中的。而指针相当于直接保存了3这个值得存储位置信息,实质上也相当于一个引用。两者之间我个人理解是面向方向不一样。
    假如一个指针被声明为p,那么*p表示他所指向的位置。
    所以指针赋值应当为 int *p = 3;
    需要注意的是,指针可以做++或者–操作,就像是数组中的向下或者向上遍历,持续指向下一或上一地址。这里的本质是因为指针的实际类型还是unsigned int,是可以做加减法运算的,而且相邻地址间就是值为1的区别,例如 0x7ffeeef168d8
    有趣的是,指针可以也作为函数形参被处理,在这种情况下,在A函数中声明的指针p传入B函数中后,即使B函数是void类型函数,指针p指向的值也会被改变,而对于单纯的引用val而言是无法做到这一点的(因为指针的值是确切地址,类似于全局引用,当你将指针传入另一函数并且操作,那么在指针指向的值被改变后,所有指向相同地址的指针值也将被改变)。
    万物皆可指针,除了基本数据类型,数组,字符串外,指针也可指向函数。将指针指向函数的好处是:普通函数在调用时需要写明函数名与形参,相当于在编译前就已经确定了调用哪一个函数,但是通过声明函数指针可以在最终运行时再确定调用哪一个函数,因为函数指针可以指向函数A,也可指向函数B。

  3. 结构体struct
    结构体就类似与java中的一个小类,但类中只包含变量但不包含方法。声明方法为:

struct Books
{
   char  title[50];
   char  author[50];
   char  subject[100];
   int   book_id;
} book;
  1. 共用体union
    共用体是一种特殊的结构体,相当于一个结构体中有多种不同的数据类型,但其中只有一个数据类型在使用,分配的内存大小为其中占用最大的数据类型大小。其实就相当于多个数据类型公用一个内存空间。声明方法为:
union Data
{
   int i;
   float f;
   char  str[20];
};
  1. 位域
    一开始我对这个理解很模糊,专业术语解释有点想不明白,后来看了实际使用了解到:位域实质上是在一个结构体中指定每个变量只能占用多少个字节,固定其中各条数据类型分配的内存空间。譬如说假如不加声明,int val 会固定分配8个字节内存大小,但如果声明为 int val:4,那么就会显性告知只需要4个字节的内存空间存储val。可以极大程度压缩内存占用,提高性能。实在是厉害。生命方式例如:
struct
{
  unsigned int widthValidated : 1;
  unsigned int heightValidated : 1;
} status;
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