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C語言編程C++自定義個性化類型

更新時間：2021年09月28日 11:21:11 作者：小碼農(nóng)UU

這篇文章主要介紹了C語言編程中如何來自定義C++個性化類型，文中附含詳細(xì)的示例代碼，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助

自定義類型

結(jié)構(gòu)體

結(jié)構(gòu)是一些值的集合，這些值稱為成員變量。結(jié)構(gòu)的每個成員可以是不同類型的變量

聲明一個結(jié)構(gòu)體類型

//聲明一個學(xué)生類型，是想通過學(xué)生類型來創(chuàng)建學(xué)生變量(對象)
//描述學(xué)生就得有屬性啥的。名字，電話，性別，年齡
struct Stu
{
    char name[20];//名字
    char tele[12];//電話
    char sex[10];//性別
    int age;//年齡
};

struct Stu s3;//創(chuàng)建全局結(jié)構(gòu)體變量

int main()
{
    struct Stu s1;
    struct Stu s2;//創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體變量
	return 0;
}

特殊聲明

在聲明結(jié)構(gòu)的時候，可以不完全的聲明。

沒有結(jié)構(gòu)體標(biāo)簽

匿名結(jié)構(gòu)體類型

要清楚一點匿名結(jié)構(gòu)體是個類型不占用空間的，就好像int一樣，他們沒有創(chuàng)建一個變量是不會開辟空間的，所以類型不占用空間就沒有銷毀不銷毀這一說，只有有了空間才會有銷毀不銷毀這一說，類型就好像圖紙，變量才是真正要蓋的房子

struct 
{
    char name[20];//名字
    char tele[12];//電話
    char sex[10];//性別
    int age;//年齡
}stu;//直接接結(jié)構(gòu)體變量，匿名的時候后面就把變量給創(chuàng)建好，不然之后也用不到這個結(jié)構(gòu)名，因為沒有結(jié)構(gòu)體名字怎么創(chuàng)建變量呢

匿名結(jié)構(gòu)體指針類型

struct 
{
    char name[20];//名字
    char tele[12];//電話
    char sex[10];//性別
    int age;//年齡
}* pstu;//這時pstu就變成匿名結(jié)構(gòu)體指針了

結(jié)構(gòu)體自引用

在結(jié)構(gòu)中包含一個類型為該結(jié)構(gòu)本身的成員是否可以呢？

所以節(jié)點(Node)就出來了

一塊表示數(shù)據(jù)一塊表示地址

struct Node
{
	int data;          //數(shù)據(jù)域
	struct Node* next; //指針域
};

這就是結(jié)構(gòu)體自引用自己類型里的變量找到同類型的另外一個對象

注意

所以對于結(jié)構(gòu)體的自引用是不能省略自己的結(jié)構(gòu)體標(biāo)簽，下面就是解決方案

typedef struct Node
{
	int data;          //數(shù)據(jù)域
	struct Node* next; //指針域
}Node;

結(jié)構(gòu)體變量的定義和初始化

struct Stu
{
    char name[20];//名字
    char tele[12];//電話
    char sex[10];//性別
    int age;//年齡
};
struct Stu s3;//創(chuàng)建全局結(jié)構(gòu)體變量
int main()
{
    struct Stu s1 = {"zhuzhongyuan","13151732661","nan",22};//(定義)創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體變量s1并初始化
    printf("%s %s %s %d",s1.name,s1.tele,s1.sex,s1.age);
	return 0;
}

結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對齊

現(xiàn)在我們深入討論一個問題：計算結(jié)構(gòu)體的大小。

這也是一個特別熱門的考點：結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對齊

#include<stdio.h>
//內(nèi)存對齊
//結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對齊
struct S2
{
	int a;
	char b;
	char c;
};                        
struct S1
{
	char b;
	int a;
	char c;
};
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));
	return 0;
}

結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對齊的規(guī)則

結(jié)構(gòu)體的第一個成員永遠(yuǎn)放在結(jié)構(gòu)體起始位置偏移量為0的位置
結(jié)構(gòu)體成員從第二成員開始，總是放在一個對齊數(shù)的整數(shù)倍處
對齊數(shù)是什么呢是編譯器默認(rèn)的對齊數(shù)和變量自身大小的較小值注意一下 linux沒有默認(rèn)對齊數(shù)vs下默認(rèn)對齊數(shù)是8
結(jié)構(gòu)體的總大小必須是各個成員的對齊數(shù)中最大那個對齊數(shù)的整數(shù)倍
如果嵌套了結(jié)構(gòu)體的情況，嵌套的結(jié)構(gòu)體對齊到自己的最大對齊數(shù)的整數(shù)倍處，結(jié)構(gòu)體的整體大小就是所有最大對齊數(shù)（含嵌套結(jié)構(gòu)體的對齊數(shù)）的整數(shù)倍

幾個練習(xí)

為什么存在內(nèi)存對齊

1.平臺原因（移植原因）

不是所有的硬件平臺都能訪問任意地址上的任意數(shù)據(jù)，某些平臺只能在某些地址某些特定類型的數(shù)據(jù)，否則拋出硬件異常

2.性能原因

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（尤其是棧）應(yīng)該盡可能地在自然邊界上對齊，原因在于，為了訪問未對齊的內(nèi)存，處理器需要作兩次內(nèi)存訪問，而對齊的訪問僅需要一次訪問

總體來說

結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對齊就是拿空間換取時間的做法，形象的說就是浪費了內(nèi)存，換來了方便

解決

那在設(shè)計結(jié)構(gòu)體的時候，我們既要滿足對齊，又要節(jié)省空間，如何做到：
讓占用空間小的成員盡量集中在一起。

修改默認(rèn)對齊數(shù)

vs默認(rèn)對齊數(shù)是8

我們可以通過#pragma pack()來修改默認(rèn)對齊數(shù)

默認(rèn)設(shè)置對齊數(shù)是2的幾次方

offsetof宏的實現(xiàn)

計算結(jié)構(gòu)體中某變量相對于首地址的偏移

offsetof原格式

結(jié)構(gòu)體傳參

值傳遞

址傳遞

如何選擇

1.函數(shù)傳參的時候，參數(shù)是需要壓棧，會有時間和空間上的系統(tǒng)開銷。

2.如果傳遞一個結(jié)構(gòu)體對象的時候，結(jié)構(gòu)體過大，參數(shù)壓棧的的系統(tǒng)開銷比較大，所以會導(dǎo)致性能的下降。

結(jié)論：結(jié)構(gòu)體傳參的時候，要傳結(jié)構(gòu)體的地址。

位段

什么是位段

位段的聲明和結(jié)構(gòu)體類似，有兩個不同

1.位段的成員必須是int,unsiged int 或 signed int

2.位段的成員后面有一個冒號和一個數(shù)字

位段的內(nèi)存分配位段的成員可以是int， unsigned int，signed int，或者是char(屬于整形家族)類型位段的空間上是按照需要以4個字節(jié)（int）或者1個字節(jié)（char）的方式來開辟的位段涉及很多不確定因素，位段是不跨平臺的，注重可移植的程序應(yīng)該避免使用位段

位段的跨平臺問題 int 位段被當(dāng)成有符號數(shù)還是無符號數(shù)是不確定的。位段中最大位的數(shù)目不能確定。（16位機器最大16，32位機器最大32，寫成27，在16位機器會出問題。位段中的成員在內(nèi)存中從左向右分配，還是從右向左分配標(biāo)準(zhǔn)尚未定義。當(dāng)一個結(jié)構(gòu)包含兩個位段，第二個位段成員比較大，無法容納于第一個位段剩余的位時，是舍棄剩余的位還是利用，這個也是不確定的。總結(jié)：

跟結(jié)構(gòu)相比，位段可以達(dá)到同樣的效果，可以很好的節(jié)省空間，但是有跨平臺的問題存在。

位段的應(yīng)用

枚舉

如果我們沒有對枚舉常量進行初始化的話，他們是默認(rèn)加一的

我們常量分為4種

1.字面常量

2.const修飾的常變量

3.#號定義的標(biāo)識符常量

4.枚舉常量

這里我們就講枚舉常量

枚舉常量是不可以改的，只能初始化

那枚舉怎么用呢

枚舉的優(yōu)點

我們可以使用 #define 定義常量，為什么非要使用枚舉？枚舉的優(yōu)點：

增加代碼的可讀性和可維護性和#define定義的標(biāo)識符比較枚舉有類型檢查，更加嚴(yán)謹(jǐn)。防止了命名污染（封裝）便于調(diào)試

而define是不可以的，因為define是完完全全替換的，在代碼中看到GREEN什么的直接替換為1，代碼中就沒有GREEN的概念了，完完全全的替換

使用方便，一次可以定義多個常量簡易計算器

#include<stdio.h>
enum Option
{
	exit,
	add,
	sub,
	mul,
	div
};
void menu()
{
	printf("*********************\n");
	printf("****1.add   2.sub****\n");
	printf("****3.mul   4.div****\n");
	printf("****    0.exit   ****\n");
	printf("*********************\n");
}

int main()
{
	int input = 0;
	int a = 0;
	int b = 0;
	int c = 0;
	do
	{
		menu();
		printf("請選擇:>");
		scanf("%d",&input);
		printf("請輸入兩個操作數(shù):>");
		scanf("%d%d", &a, &b);
		switch (input)			
		{
		case add:
			c = a + b;
			printf("%d\n", c);
			break;
		case sub:
			c = a - b;
			printf("%d\n", c);
			break;
		case mul:
			c = a * b;
			printf("%d\n", c);
			break;
		case div:
			if (b == 0)
			{
				printf("分子不能為0\n");
				break;
			}
			else
			{
				c = a / b;
				printf("%d\n", c);
				break;
			}			
		default:
			break;
		}
	} while (input);
	return 0;
}

聯(lián)合（共用體）

聯(lián)合類型的定義

聯(lián)合也是一種特殊的自定義類型這種類型定義的變量也包含一系列的成員，特征是這些成員公用同一塊空間（所以
聯(lián)合也叫共用體）。

聯(lián)合類型的聲明

聯(lián)合的特點

聯(lián)合的成員是共用同一塊內(nèi)存空間的，這樣一個聯(lián)合變量的大小，至少是最大成員的大?。ㄒ驗槁?lián)合至少得有能力保存最大的那個成員）

判斷當(dāng)前機器的大小端存儲【】

之前學(xué)過一個方法

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 1; //0x 00 00 00 01
	//低 -------------> 高
	//01 00 00 00   小端存儲
	//00 00 00 01   大端存儲
	//想辦法拿到a的第一個字節(jié)
	char* pc = (char*)&a;
	if (*pc == 1)
	{
		printf("小端存儲");
	}
	else
	{
		printf("大端存儲");
	}
	return 0;
}

現(xiàn)在學(xué)到共用體正好利用他的特殊情況

#include<stdio.h>
union Un
{
	char c;
	int i;
};
int main()
{
	union Un u = { 0 };
	u.i = 1;
	if (u.c == 1)
	{
		printf("小端存儲");
	}
	else
	{
		printf("大端存儲");
	}
	return 0;
}