嵌入式学习Day05（C宏定义、条件编译、用户自定义结构体、位域）

嵌入式学习Day05

宏定义

用法

定义 ： #define 宏名 常量
作用 ：在程序中可以使用宏名替代常量
规范：宏名一般用大写

#include<stdio.h>
/*宏定义*/
#define   NAME "LiMing"
int main(){
	//使用宏定义
	printf("NAME 被定义为 %s \n",NAME);

}

root@wangjudealy:/learn# gcc 0317.c 
root@wangjudealy:/learn# ./a.out 
NAME 被定义为 LiMing 

宏函数

定义：#define 宏函数名 函数体
注意：宏的作用是原样替换

#include<stdio.h>
/*宏定义*/
#define   NAME "LiMing"
/*宏函数*/
#define FUN(x)  (x*x)
int main(){
	//使用宏函数
	printf("result = %d \n",FUN(10+10));//因为宏是原样替换，所以此处实际代码为： 10+10*10+10 结果为120
	printf("result = %d \n",FUN(20));

}

root@wangjudealy:/learn# ./a.out 
result = 120 
result = 400 

do while(0) 在嵌入式中的应用

作用：

1. 代码只执行一次，防止使用宏时报错
2. 可以扩展宏定义

不使用do while(0)

#include<stdio.h>
void f1(){
	printf("this is fu1\n");
}
void f2(){
	printf("this is fu2\n");
}
void f3(){
	printf("this is fu3\n");
}
#define TEST() f1();f2();

int main(){

	int p =0;
	printf("请输入p:\n");
	scanf("%d",&p);
	if(p>1)
		TEST(); //因为宏是原样替换，所以此处相当于执行了两句 f1();f2(); 
			//此时程序编译就会报错，因为如果不加{}，if 后只能跟随一句
	else
		f3();
	return 0;
}

root@wangjudealy:/learn# vi  0317.c 
root@wangjudealy:/learn# gcc 0317.c 
0317.c: In function ‘main’:
0317.c:21:2: error: ‘else’ without a previous ‘if’
   21 |  else
      |  ^~~~

使用do while(0)

#include<stdio.h>
void f1(){
	printf("this is fu1\n");
}
void f2(){
	printf("this is fu2\n");
}
void f3(){
	printf("this is fu3\n");
}
#define TEST() do{\
	f1();\
	f2();\
	if(1){\
		printf("其他扩展部分\n");\
	}\
	}while(0)
//注意：因为是原样替换，所以while(0)后没有; 
int main(){

	int p =0;
	printf("请输入p:\n");
	scanf("%d",&p);
	if(p>1)
		TEST(); //因为宏是原样替换，所以此处相当于执行了两句 f1();f2(); 
			//此时程序编译就会报错，因为如果不加{}，if 后只能跟随一句
	else
		f3();
	return 0;
}

root@wangjudealy:/learn# gcc 0317.c 
root@wangjudealy:/learn# ./a.out 
请输入p:
12
this is fu1
this is fu2
其他扩展部分

条件编译

格式：#if 宏名
语句1
#else
语句2
#endif
作用：判断宏名是否为真（0为假，其他值为真），已定义执行语句1，否则执行语句2。

格式：#ifndef 宏名
语句
#endif
作用：判断宏名是否存在，不存在则执行语句，否则不执行
#ifndef===> if no define,同理，也有 #ifdef

C语言多文件编程

extern关键字

格式

功能：使全局变量、函数可以扩展到其他文件中使用
格式1(修饰全局变量)：extern 数据类型 全局变量名
格式2（修饰函数）：extern 返回值类型 函数名（数据类型 参数1，数据类型 参数2，…）

使用

在fun.c中定义全局变量和函数，在main.c中调用fun.c中定义的全局变量和函数

fun.c

#include <stdio.h>

void fun1(){
	printf("fun.c 的 fun1函数\n");
}
int global = 2024;

main.c

#include<stdio.h>

//use extern
extern int global;
extern void fun1();


int main(){
	fun1();
	printf("global = %d \n",global);
}

编译执行
注意：extern 所声明的函数所在的文件要一起编译，否则会报错

root@wangjudealy:/learn/day05# gcc main.c fun.c
root@wangjudealy:/learn/day05# ./a.out 
fun.c 的 fun1函数
global = 2024 

多文件编程框架

头文件（.h 文件）

1. 防止其他头文件重复定义宏（条件编译）
2. 包含函数声明
3. 宏定义
4. 需要使用的头文件
5. 结构体或枚举类型的声明
6. 全局变量的声明
   ,h文件格式

#ifndef __HEAD_H__
#define __HEAD_H__
语句....

# endif

功能文件（.c 文件）

存放用户所需要的逻辑代码函数,即API，不包含主函数main()

C语言高级

结构体

声明

struct 结构体名{
	类型 变量名1;
	类型 变量名2;
	......
	......
	......
}

结构体变量的定义

1、先声明，再定义

struct 结构体名 变量名;      

2、声明时定义

struct 结构体名{
	类型 变量名1;
	类型 变量名2;
	......
	......
	......
}变量名列表;

3、不适用类型名，直接定义

struct {
	类型 变量名1;
	类型 变量名2;
	......
	......
	......
}变量名列表;

typedef的使用

typedef ：给已经存在的类型取一个别名

typedef struct 结构体名{
	类型 变量名1;
	类型 变量名2;
	......
	......
	......
}A;    //将 struct 结构体名 定义了一个新的类型名   ‘struct 结构体名 a’ == ‘A a’

访问结构体内部成员变量

1. 普通成员变量通过 '.'来访问
2. 指针成员变量通过‘->’来访问（注意：结构体中成员为数组时，若要访问，数组名为地址）
3. 一般在 .h 文件中，或定义为全局变量

结构体大小计算

结构体变量大小比实际的大，因为存在字节对齐现象

联合体

联合体所有成员共享同一块内存。共用最大的一块内存
比如有两个成员，一个是char，一个是int，则这两个成员共用int类型成员的空间

声明

union name {
	类型  成员1;
	类型  成员2;
	...
	...
};

定义和访问成员变量

参考结构体

作用

1、可以使用联合体判断计算机是大端存储还是小端存储
2、可以节省内存空间，比如用户登录，先共用体可以先存用户名，再存密码

枚举类型

声明

enum name{
	常量名1;
	常量名2;
	常量名3;
	....
	....
	....
}

1. 枚举元素都是常量
2. 枚举元素没有赋值，第一个元素默认为0，以后元素递增

位域

简介

有些数据在存储时并不需要占用一个完整的字节，只需要占用一个或几个二进制位即可。例如开关只有通电和断电两种状态，用0和1表示足以，也就是用一个二进位。正是基于这种考虑，C语言又提供了一种数据结构，叫做“位域”或“位段”。位域将一个字节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，可以按域名操作域。

声明

struct 位域结构名{
	类型说明字符1 位域名1:位域长度1; //最低位
	类型说明字符2 位域名2:位域长度2; //次低位
	.....
	类型说明字符n 位域名n:位域长度n; 
}

位域位数小于对应类型的位数
一个字节不够时，位域可以存放在下一个字节中，比容剩下两位，要定义6位的位域，可以定义一个2位的空域（无名位于），使下一个位域存放在下一个字节中
相邻位域字段类型相同，且位长之和小于类型总长，则它们相邻存储
相邻位域字段类型不同，根据编译器的差异有些会压缩
位域定义时可以穿插非位域成员
位域成员往往不占用一个完整的字节，有时处于不同的字节开头位置，因此使用&获取位域成员地址是无意义的

struct s2{
	
	unsigned int n1:1;

	unsigned int n2:1;
}s_2;
int main(){
	struct s2 * p=&s_2; 
	p->n1=0;  //这是允许的
	&s_2.n1  ; //这种操作无意义，且不允许
}

定义

参考结构体

代码示例

#include<stdio.h>
struct s1{
	unsigned int n1;

	unsigned int n2;
}s_1;
struct s2{
	
	unsigned int n1:1;

	unsigned int n2:1;
}s_2;
int main(){
	

	printf("结构体==》sizeof(s1)=%d\n",sizeof(s_1));

	printf("位 域==》sizeof(s2)=%d\n",sizeof(s_2));

	return 0;
	
}

root@wangjudealy:/learn/day05# ./a.out 
结构体==》sizeof(s1)=8
位 域==》sizeof(s2)=4