【C语言】自定义类型

news2024/11/29 6:36:34

前言

男孩子在外面要保护好自己~


一、结构体

为什么会有结构体呢?但要描述一个复杂对象时,仅用之前学过的基本数据类型表达不了(如:我要描述一个人,仅靠基本数据类型只能说定义他的一种属性<如用 int 定义他的年龄>),这时能不能说定义一个人,可以把他的多种属性(年龄,名字等)放到一起

1、结构体的基本格式

一个结构体里面首先有结构体名,结构体变量,成员变量名(属性)

struct 结构体名

{

成员变量;

} 结构体变量 ; (易错:分号一定不能丢)

结构体变量在其声明后的作用域中定义;

2、结构体的声明

这样就做到了结构体变量的声明(定义了 结构体名字 和 成员变量)

结构体的知识可联想 游戏 人物类型的创建:

结构体名相当于 游戏里的 人物类型名称(如开普勒斯里的 人类<一种人物类型>)

结构体的成员变量 相当于该种族中的人物所拥有的属性 (如上图有攻击力、血量等)

结构体变量,就相当于我们在该种族中的一个人物

定义了人物,就拥有了其相关属性,我们可以定义人物属性,这样就能做到定义游戏里的人物种族,人物及其属性

3、结构体变量

结构体变量可以定义在声明的花括号后,也可以定义在结构体声明后的作用域中定义(如下图)

    • 成员变量的访问(引用)

两种方式:(如下图)

一种是当非指针类型结构体变量访问时, 用 点来进行访问成员变量

一种是当 指针类型结构体变量访问时,用 -> 来进行访问成员变量

并且点( . )与箭头 ( -> ) 是固定配套使用的

非指针型 ———— . + 成员变量

指针型 ———— -> + 成员变量

其结果都为:

    • 结构体对其数和结构体大小

1、第一个成员从偏移量下标为 0 开始存不用说

2、除了第一个成员,其他成员储存时 储存位置的下标 必须是 该成员 对其数的倍数

  1. 结构体总大小 是所有成员对其数中 最大对其数的倍数

注:

如果一个结构体里嵌套了结构体, 内部的结构体储存时,储存位置的下标 是 该结构体自身最大对其数 的倍数

(不管是储存时,还是计算整体大小时,都要细分细看)

为何如此分配空间:

(1)移植原因

(2)效率更高:是一种用空间来换取时间的方法

如何修改默认对其数:

用 #pragma pack()

#pragma pack( 新设置的默认对其数 )

如果想重置默认对其数

再写一遍:#pragma pack()

etc.

6、结构体传参

结构体传参时,可以直接传结构体,也可以传结构体的地址

但是两种都为优选吗?并不见得

想想如果一个结构体空间很大,如果直接传结构体本身到函数,内存中会发生什么?

内存中也要开辟和结构体同样大的栈帧空间,如果结构体很大,那么程序的性能也必将下降(栈痛哭:栈不要钱的吗?)

但是如果传结构体的地址呢?大小只有 4或8 个字节,开销相比不会那么大,一定程度提升了性能(栈对指针可能有意思哦)

所以一般设计结构体传参时,一般考虑传结构体地址而不是直接传整个结构体

位段

位段,也是结构体的一种,明显的只是内存分配上的差异

相比结构体

优点:节省空间

缺点:跨平台问题

基本格式是在 “ 成员变量 : 数字 ” 的形式

etc.

如果按正常的char类型来说,该结构体大小应该为3,而使用了位段让改结构体大小为 2,现研究一下位段的内存的分配问题

位段的内存分配

环境不同,位段内存分配方式可能不同;在我们的VS环境底下,对位段的内存分配:

(1)空间按 1 个或 4 个字节的方式开辟。int类型 一下开辟四个

(2) 一个字节空间里,若放得下一个完整的位段就放,放不下就换另一个字节

(3)整个结构体大小也是其成员最大对其数的倍数

位段的跨平台问题

不同的编译器对位段的内存分配可能不同,也有很多其他不确定性因素,所以一致性很差,不能跨平台,可执行程序避免使用位段(没什么事掌握的前提下就不要用好啦,除了说算法什么的)

(1)int 是否有符号未知

(2)16位机器和32位机器不同,16位一下开辟16个比特位,32位一下开辟32个比特位

(3)未规定内存从左向右还是右向左分配

(4)容纳位时的一些问题

位段的应用

现了解优化网络传输


二、枚举

枚举里的变量

表示这个类型的变量可能出现的结果

且定义枚举类型时,其每个成员是枚举常量,只能在定义类型时初始化枚举常量的值,在其他地方不能改变(常量嘛)

枚举的格式:

枚举后加分号 " ; " ,如上图花扩后

成员变量之间用逗号相隔,最后成员不用加其他符号

枚举类型相当于整型大小

虽然枚举的常量都能用#define 替换,但是枚举有其细致的优点

枚举的常量相比于#define定义的常量的优点:

(1)可读性和可维护性增强

(2)调试:枚举类型观察到的更细致,而常量在调试中,很多步骤是算好了把结果给我们,我们观察不到具体计算过程

(3)使用方便:枚举变量可一次定义多个,且枚举会自动给成员有序编号(从0开始),而常量很多得亲自定义

(4)枚举有类型,在编译器中会有类型检查,更安全

用法一:枚举和switch结合起来

因为枚举常量是连续或间断连续的常量,和switch语句很搭;枚举的每个成员变量可以取名字,让 case语句 更加明了(可读性增强)


三、联合体

联合体也是一种特殊的自定义类型

联合体的声明与定义

联合体指联合体成员共用同一块内存空间,所以联合体也称为共用体


//联合体类型的声明
union un
{
    char ch;
    int ret;
};

//联合体变量的定义
union un var;

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("%d\n", sizeof(var));    //该联合体变量的大小

    return 0;
}

也发现这与结构体类型的声明定义相似,但联合体是另一种类型,而它与结构体不同的是其内存方式不同

联合体的内存方式

前面了解说联合体是联合体的成员都共用一块内存,具体何意呢,以上面代码定义的联合体为例,见下图

联合体的大小计算

那么联合体的大小如何计算呢?

和结构体类似:

首先,因为成员要共用该块空间,起码要容得下最大的成员,所以联合体大小起码是最大成员的大小

和结构体类似,找到起始大小后考虑总大小为成员最大对其数的倍数,总大小为最大对其数倍数时即为该联合体大小

总结就两步:

(1)找到内存大小最大的成员

(2)让该大小调整为最大对其数的倍数

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