鹅,鹅,鹅,曲项向天歌。白毛浮绿水,红掌拨清波。 — 唐代·骆宾王《咏鹅》
这篇博客我们会详细介绍位段,以及枚举类型和联合类型
位段是什么?
位段的声明和结构是类似的,有两个不同:
1.位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int 以及 char或unsigned char。
2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字
struct A{ int _a:2; //a这个成员只占2个bit位 int _b:5; //b这个成员只占5个bit位 int _c:10; int _d:30;};
这个A就是一个位段类型 。
但是我们要根据需求来决定
:后分配几个比特位比如下面的情况:
int _a:2;//_a这个成员只占2个bit位 只有两个比特位的取值就是下面//00-0//01-1//10-2//11-3只可能表达0~3这4个值没有其他值
有些时候不需要那么大一个int 所以才用位段。
位段的内存分配
- 位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char (属于整形家族)类型
- 位段的空间上是按照需要以4个字节( int )或者1个字节( char )的方式来开辟的。
- 位段涉及很多不确定因素,位段是不跨平台的,注重可移植的程序应该避免使用位段。(我们讲的是VS的)
struct A{int _a : 2;//_a这个成员只占2个bit位int _b : 5;//_b这个成员只占5个bit位int _c : 10;int _d : 30;};//8int main(){printf("%d\n", sizeof(struct A));return 0;}
- int 在32位下是32bit, _a占2 _b占5 _c占10 还剩下15。
- 这15个比特位就直接给_d使用吗?这个要取决于编译器,还剩15个d肯定是不够的。
- 我们肯定要开辟另外4个字节,那么问题来了,还剩的这15个我们用不用?反正VS不用。
接下来我们更仔细的研究一下
struct S{char a : 3;char b : 4;char c : 5;char d : 4;};int main(){struct S s = { 0 };printf("%d\n", sizeof(s));s.a = 10;s.b = 12;s.c = 3;s.d = 4;return 0;}
这就是在内存的排列方式。
位段的跨平台问题
- int 位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的。
- 位段中最大位的数目不能确定。(16位机器最大16,32位机器最大32,写成27,在16位机
器会出问题。 - 位段中的成员在内存中从左向右分配,还是从右向左分配标准尚未定义。
- 当一个结构包含两个位段,第二个位段成员比较大,无法容纳于第一个位段剩余的位时,是
舍弃剩余的位还是利用,这是不确定的。
枚举✳️
枚举顾名思义就是一一列举。 把可能的取值一一列举。 比如我们现实生活中:
一周的星期一到星期日是有限的7天,可以一一列举
性别有:男、女、保密,也可以一一列举。
月份有12个月,也可以一一列举
这里就可以使用枚举了。
enum Day//星期{ Mon, Tues, Wed, Thur, Fri, Sat, Sun};enum Sex//性别{ MALE, FEMALE, SECRET};enum Color//颜色{ RED, GREEN, BLUE};
以上定义的 enum Day , enum Sex , enum Color 都是枚举类型。
{}中的内容是枚举类型的可能取值,也叫 枚举常量 。
这些可能取值都是有值的,默认从0开始,一次递增1,当然在定义的时候也可以赋初值。
enum Color//颜色{ RED=1, GREEN=2, BLUE=4};
枚举的优点
为什么使用枚举?
我们可以使用 #define 定义常量,为什么非要使用枚举?
枚举的优点:
- 增加代码的可读性和可维护性 (类似Switch的case 1 改成 case Add)
- 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查,更加严谨。(C语言检查不够严格,cpp更严格)enum Color c = 5; 5 是int类型 c 是enum color类型
- 防止了命名污染(封装)限制了使用范围,而#define全局使用
- 便于调试调试发生在.exe,而enum在调试的时候跟我们看到的是一样的,而#define不一样变成了#define定义的值
- 使用方便,一次可以定义多个常量 (#define太麻烦而且一次只能定义一个)
枚举的使用
enum Color//颜色{ RED=1, GREEN=2, BLUE=4};enum Color clr = GREEN;//只能拿枚举常量给枚举变量赋值,才不会出现类型的差异。clr = 5; 上面已经讲过了,
联合体(共用体)
联合也是一种特殊的自定义类型
这种类型定义的变量也包含一系列的成员,特征是这些成员公用同一块空间(所以联合也叫共用体)。
比如:
union Un{char c;//1int i;//4};int main(){union Un u;printf("%d", sizeof(u));return 0;}
那么这个联合体大小为多少呢?
为什么?,我们来探究。
union Un{char c;//1int i;//4};int main(){union Un u;printf("%d\n", sizeof(u));printf("%p\n", &u);printf("%p\n", &(u.c));printf("%p\n", &(u.i));return 0;}
我们尝试打印一下联合体的地址,以及c变量,i变量的地址。
发现居然都是一样的!
我们画图简单的表述一下就知道了,这就是共用的意义。那么我们可以合理的想象,如果c变量中放了一个值,如果再在i变量中放一个值是不是就会把c变量的值改变呢?或者反过来也是一样呢?
在介绍一个问题之前我们先介绍一下联合体的原则:
联合的成员是共用同一块内存空间的这样一个联合变量的大小,至少是最大成员的大小
(因为联 合至少得有能力保存最大的那个成员)。
联合的特点
//下面输出的结果是什么?un.i = 0x11223344;un.c = 0x55;printf("%x\n", un.i);
这就是跟小端有关系了。
联合大小的计算
● 联合的大小至少是最大成员的大小。
● 当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍的时候,就要对齐到最大对齐数的整数倍。
比如:
union Un1{ char c[5];//1 int i;//4//0char //1char//2char//3char//4char 共用前4个字节 int 一共是5个字节再对齐到8};
union Un2{short c[7];int i;//公用前4个字节};//c:2-15 //i:2-5//下面输出的结果是什么?int main(){printf("%d\n", sizeof(union Un2));return 0;}
总结
这篇博客是用来梳理位段枚举联合的相关知识的,能让我们很好的了解位段枚举联合的特性和运用,让我们的C语言功底更上一层楼 完(๑′ᴗ‵๑)