C语言8 位域、联合、枚举、定义类型及预处理功能
C语言 位域
col=blue;
blue不是字符串，它代表一个整型数，也不能将 col按字符形式输出“blue”
如果要改变缺省值进行初始化。可以通过在标识符后加一个赋值符号和一个整型量来 实现。例如：
enum color{black,blue,red=5,green,white}; 现在，这些标识符对应的整型数为： black 0 blue 1 red 5 green 6 white 7
............. }联合变量；
例如，定义一个名为data的联合，并说明value为联合变量，这个变量在不同时刻，
可以是一个字符（1byte）,一个短整型（2byte）,一个长整型（4byte）。定义如下
union data
{
char ch;
short num;
long lnum;
}value;
821联合valuechnumlnum内存区域共享起始位置共享存储空间共享存储空间对于上述定义当编译程序编译时看到关键字union它扫视联合定义中的成员类型表找出要求占用的最大存储空间的一个成员并以这个成员所需的存储空间作为分配给联合变量的存储空间以保证能存放任何一个成员数据
目录
位域及结构嵌套 联合
11
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3.2定义类型名---typedef
c语言允许用户使用关键字typedef,为已有的类型定义一个新的名字。例如： typedef int integer; 该语句使名字integer与标准类型int 成为同义。 定义类型的一般形式为：
typedef 类型 定义名； 同样，使用typedef char chr;语句可以建立字符类型char的新定义名chr: 也可以用typedef为结构与联合等复杂的数据类型建立定义名。例如： struct birth_date {
C语言基础--结构体对齐，位域，联合体
C语⾔基础--结构体对齐，位域，联合体结构体对齐1--结构体对齐的原因与意义许多计算机系统对基本数据类型的可允许地址做出了⼀些限制，要求某种类型的对象的地址必须是某个值K（通常是2，4，8）的倍数，⽽这个k则被称为该数据类型的对齐模数(alignment modulus)。
这种对其限制不仅简化了处理器与存储系统之间的接⼝的硬件设计，⽽且提⾼了存储系统的性能。
2 -- 结构体对齐包括两个⽅⾯的含义1)结构体总长度2)结构体内各数据成员的内存对齐，即该数据成员相对结构体的起始位置3--不同编译器的对其策略1)Linux沿⽤的对其策略是2字节的数据类型（例如short)的地址必须是2的倍数，⽽更⼤的数据类型(如int，double)的地址必须是4的倍数。
2)Windows对齐要求更要严格些，任何K字节（基本）对象的地址都必须是k的倍数。
4 -- 结构体⼤⼩的计算⽅法和步骤1)将结构体内所有数据成员的长度值相加，记为sum_a；2)将各数据成员为了内存对齐，按各⾃对齐模数⽽填充的字节数累加到和sum_a上，记为sum_b。
对齐模数是#pragma pack指定的数值以及该数据成员⾃⾝长度中数值较⼩者。
该数据相对起始位置应该是对齐模式的整数倍;3)将和sum_b向结构体模数对齐，该模数是#pragma pac指定的数值和结构体内部最⼤的基本数据类型成员长度中数值较⼩者。
结构体的长度应该是该模数的整数倍.4）Linux与Windows基本数据类型⼤⼩以及对齐模数char short int long double long double平台长度与对齐模数Windows长度124488对齐模数124488Linux长度1244812对齐模数1244443.例⼦1）1: struct my_struct 2: { 3: char a; 4: long double b; 5: };Windows分析：步骤1：得出sum_a=1+8=9;步骤2，数据成员a放在相对偏移0处，之前不需要填充字节；数据成员b为了内存对齐，根据“结构体⼤⼩的计算⽅法和步骤”中第⼆条原则，其对齐模数是8，之前需填充7个字节，sum_a + 7 = 16B --> sum_b = 16 B步骤3：按照定义，结构体对齐模数是结构体内部最⼤数据成员长度和pragma pack中较⼩者，前者为8后者为4，所以结构体对齐模数是4。
c语言课件ppt
汇报人：XXX 202X-12-31
目录
• C语言概述 • C语言基础语法 • C语言函数和数组 • C语言指针和内存管理 • C语言文件操作和程序调试 • C语言高级特性
01
C语言概述
C语言的起源和历史
C语言起源于20世纪70年代，由美国 贝尔实验室的Dennis Ritchie设计开 发。
使用智能指针或垃圾回收机制可以自动管理内存，减轻程序员负担。
05
C语言文件操作和程序调 试
文件打开和关闭
文件打开
使用fopen()函数打开文件，指定 文件名和打开模式（如只读、写 入等）。
文件关闭
使用fclose()函数关闭已打开的文 件，释放资源。
文件读写操作
文件读取
使用fscanf()或fgets()函数从文件中 读取数据。
位域
位域是C语言中一种节省内存的技能，它允许我们指定一个结构体中某个成员所占的位数。位域通常 用于存储二进制位或状态信息。
预处理器指令和宏定义
预处理器指令
预处理器指令在编译之前处理源代码。 常见的预处理器指令包括#include、 #define和#if等。#define指令用于定义 常量或宏，可以在编译时替换代码中的 文本。
01
02
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04
指针是变量，用于存储内存地 址。
指针变量必须先定义类型，然 后才能存储地址。
使用“&”运算符获取变量的 地址，使用“*”运算符访问
指针所指向的值。
指针可以用于函数参数传递和 返回值，实现数据共享和函数
调用时的数据交换。
动态内存分配
使用“malloc()”，“calloc()”和 “realloc()”函数在堆上动态分配内 存。
c 枚举定义
c 枚举定义枚举（Enumeration）是C语言中的一种数据类型，用于定义一组具有互相关联的、离散的、有限的取值范围的常量集合。
枚举类型可以简化程序编写过程，提高代码的可读性和可维护性。
本文将介绍C语言中枚举的定义方式，以及在实际应用中的使用方法。
一、枚举的定义C语言中，通过关键字"enum"来定义枚举类型。
枚举类型的定义格式如下：```enum 枚举类型名 {枚举常量1,枚举常量2,...};```其中，枚举类型名是用户自定义的标识符，用于表示整个枚举类型。
枚举常量是具体的取值，用逗号分隔。
枚举常量的值默认从0开始，依次递增。
例如，我们定义一个表示星期的枚举类型：```cenum Week {MON,TUE,WED,THU,FRI,SAT,SUN};```在上述代码中，我们定义了一个枚举类型"Week"，其中包含了七个枚举常量，分别表示星期一到星期日。
二、枚举的使用枚举类型可以像其他数据类型一样使用，在程序中可以声明枚举类型的变量，并对其赋值。
例如：```cenum Week today = MON;```上述代码中，我们声明了一个名为"today"的枚举类型的变量，并将其赋值为星期一对应的枚举常量"MON"。
枚举变量的赋值只能使用枚举常量，不能直接使用整数值。
在枚举类型中定义的枚举常量是唯一的，可以直接使用常量名来进行赋值操作，提高了代码的可读性。
枚举类型的变量可以进行比较操作，以判断其是否相等。
例如：```cenum Week day1 = MON;enum Week day2 = TUE;if (day1 == day2) {printf("两个枚举变量相等\n");} else {printf("两个枚举变量不相等\n");}```上述代码中，我们通过比较两个枚举变量"day1"和"day2"的值，得出它们是否相等的结论。
c语言枚举详解
c语言枚举详解在C语言中，枚举（enum）是一种用户定义的数据类型，它允许您为一组相关的常量分配描述性的名字。
枚举类型通常用于表示一组固定数量的选项或状态。
枚举的基本语法如下：```cenum 枚举名称 {枚举值1,枚举值2,枚举值3,...};```例如，如果我们想表示一周中的几天，我们可以定义一个名为`DayOfWeek`的枚举类型：enum DayOfWeek {MONDAY,TUESDAY,WEDNESDAY,THURSDAY,FRIDAY,SATURDAY,SUNDAY};```在这个例子中，`MONDAY`、`TUESDAY`等都是枚举值，它们都是`DayOfWeek`枚举类型的有效值。
您也可以使用描述性的名字作为枚举值，例如：```cenum DayType {WORKDAY,WEEKEND,HOLIDAY```枚举类型的使用：1. 作为变量类型：您可以声明一个变量并给它分配一个枚举值。
例如：```cDayType myDay = WORKDAY; // myDay 是DayType枚举类型的一个变量，它的值为WORKDAY。
```2. 在switch语句中使用：由于枚举值是整数，因此您可以在switch语句中使用它们。
例如：```cenum DayType day = WEEKEND;switch(day) {case WORKDAY:printf("Today is a workday.\n");break;case WEEKEND:printf("Today is the weekend.\n");break;case HOLIDAY:printf("Today is a holiday.\n");break;}```注意事项：枚举类型是有符号的，它们的默认整数类型是int，但可以通过指定其他整数类型来改变。
例如，您可以将枚举类型的整数类型设置为short、char等。
c语言union和位域的使用
c语言union和位域的使用C语言中的union和位域是用来对内存进行灵活管理的工具。
1. Union（联合）：Union是一种特殊的数据类型，类似于结构体，可以在同一块存储区中存储不同类型的数据，但是同一时间只能存储其中的一个值。
Union的大小取决于其成员中最大的成员大小。
Union的定义格式：```union union_name {member_type1 member1;member_type2 member2;...};```Union的使用示例：```#include<stdio.h>union data {int num;float f;char str[20];};int main() {union data d;strcpy(d.str, "Hello");printf("String: %s\n", d.str);d.num = 10;printf("Number: %d\n", d.num);d.f = 3.14;printf("Float: %f\n", d.f);return 0;}```输出：```String: HelloNumber: 10Float: 3.140000```2. 位域：位域是一种用来指定数据成员的位数的机制，可以在一个字节中存储多个数据成员。
在定义结构体或联合体中的成员时，可以指定其占用位数。
位域的定义格式：```struct {type member_name : width;};```其中，type表示数据成员的类型，member_name表示成员的名称，width表示成员占用的位数。
位域的使用示例：```#include<stdio.h>struct {int a : 3;int b : 4;int c : 5;} bits;int main() {bits.a = 2;bits.b = 7;bits.c = 20;printf("a: %d\n", bits.a);printf("b: %d\n", bits.b);printf("c: %d\n", bits.c);return 0;}```输出：```a: -2 // 使用3位存储有符号整数，最高位是符号位，所以结果为负数b: -1 // 使用4位存储有符号整数，最高位是符号位，所以结果为负数c: 4 // 使用5位存储无符号整数，所以结果为正数```注意事项：- Union和位域的使用应谨慎，因为其存储方式可能导致数据丢失或覆盖。
c中枚举类型enum用法
c中枚举类型enum用法枚举类型（enum）是C语言中非常常用的数据类型之一。
它允许程序员将一组相关的常量赋予一个具有特定类型的标识符，方便了对这些常量的使用和管理。
在本文中，我们将逐步介绍C语言中枚举类型的使用方法，包括定义、赋值和使用等方面。
一、定义枚举类型在C语言中定义枚举类型的方式非常简单，使用关键字"enum"后跟枚举类型的名称，并在大括号内列举枚举类型的取值。
下面是一个定义代表一周七天的枚举类型的示例：cenum WeekDay {Monday,Tuesday,Wednesday,Thursday,Friday,Saturday,Sunday};上述代码中，定义了一个名为WeekDay的枚举类型。
它包括了七个取值：Monday、Tuesday、Wednesday、Thursday、Friday、Saturday和Sunday。
这些取值会被隐式地赋予整数值，从0开始依次递增。
因此，Monday的值为0，Tuesday的值为1，以此类推。
二、赋值给枚举变量定义枚举类型之后，我们可以声明一个枚举变量，并将一个合法的枚举取值赋给它。
下面是一个示例代码：cenum WeekDay today;today = Monday;上述代码中，我们定义了一个名为today的枚举变量，并将Monday这个合法的枚举取值赋给它。
三、与整数类型的相互转换枚举类型虽然本质上是一种整数类型，但它与普通的整数类型存在一些区别。
对于枚举变量，可以将其值以整数的形式进行打印输出，也可以进行一些整数类型的运算。
下面是一个示例代码：cenum WeekDay today = Monday;printf("Today is day %d\n", today); 打印：Today is day 0enum WeekDay tomorrow = today + 1;printf("Tomorrow is day %d\n", tomorrow); 打印：Tomorrow is day 1在上述代码中，我们将枚举变量today的值以整数的形式打印输出，并将其与整数1进行运算。
C语言枚举类型详解
C语言详解- 枚举类型注：以下全部代码的执行环境为VC++ 6.0在程序中，可能需要为某些整数定义一个别名，我们可以利用预处理指令#define来完成这项工作，您的代码可能是：#define MON 1#define TUE 2#define WED 3#define THU 4#define FRI 5#define SAT 6#define SUN 7在此，我们定义一种新的数据类型，希望它能完成同样的工作。
这种新的数据类型叫枚举型。
1. 定义一种新的数据类型- 枚举型以下代码定义了这种新的数据类型- 枚举型enum DAY{MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN};(1) 枚举型是一个集合，集合中的元素(枚举成员)是一些命名的整型常量，元素之间用逗号,隔开。
(2) DAY是一个标识符，可以看成这个集合的名字，是一个可选项，即是可有可无的项。
(3) 第一个枚举成员的默认值为整型的0，后续枚举成员的值在前一个成员上加1。
(4) 可以人为设定枚举成员的值，从而自定义某个范围内的整数。
(5) 枚举型是预处理指令#define的替代。
(6) 类型定义以分号;结束。
2. 使用枚举类型对变量进行声明新的数据类型定义完成后，它就可以使用了。
我们已经见过最基本的数据类型，如：整型int, 单精度浮点型float, 双精度浮点型double, 字符型char, 短整型short等等。
用这些基本数据类型声明变量通常是这样：char a; //变量a的类型均为字符型charchar letter;int x,y,z; //变量x,y和z的类型均为整型intint number;double m, n;double result; //变量result的类型为双精度浮点型double既然枚举也是一种数据类型，那么它和基本数据类型一样也可以对变量进行声明。
方法一：枚举类型的定义和变量的声明分开enum DAY{MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN};enum DAY yesterday;enum DAY today;enum DAY tomorrow; //变量tomorrow的类型为枚举型enum DAYenum DAY good_day, bad_day; //变量good_day和bad_day的类型均为枚举型enum DAY方法二：类型定义与变量声明同时进行：enum //跟第一个定义不同的是，此处的标号DAY省略，这是允许的。
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~0
--- ff
16进数演示 16进数演示
93
10010011 6c
a=12345的反码 的反码, 例:short a=12345的反码, b的补码 b = -a, b的补码 -a,-a+1
C语言程序设计 6
按位反01101100
<< 左移位 二目运算
* 运算
左结合
数乘以2 数乘以2的方次 ----2 *2--1 * 2 ----2 1 * 2 *2--- 4 ----8 1 * 2 * 2 * 2 ----8
C语言程序设计 10
特殊的结构体: 特殊的结构体: 位段
一个字的某些位有指定的信息, 一个字的某些位有指定的信息,可以通过位操作将信 息提取出来,更简单有效的方法是给位取名字( 息提取出来,更简单有效的方法是给位取名字(定义 位段),用名字操作. ),用名字操作 位段),用名字操作. struct bs { unsigned a:2; unsigned b:6; }bsa[10]; void main(){ int i,j=1; for(i=0;i<10;i++){ bsa[i].a=7; bsa[i].b=j<<=1; } }
C语言程序设计 14
宏定义 #define 命令
说明: 说明: ④ 宏定义命令不是C语句,所以不能在后面加 ;分 宏定义命令不是C语句, 如果加上,会连分号一起被替换到源程序中; 号.如果加上,会连分号一起被替换到源程序中; ⑤ #define 命令出现在程序中所有函数的外面,宏 命令出现在程序中所有函数的外面, 名的有效范围为#define #define命令开始到该源程序文件结 名的有效范围为#define命令开始到该源程序文件结 束.也可以用 #undef 命令结束宏定义的作用域; 命令结束宏定义的作用域; ⑥ 在进行宏定义时,可以引用已经定义的宏名; 在进行宏定义时,可以引用已经定义的宏名; ⑦ 对于源程序中出现在用双引号括起来的字符串常 量中的字符,即使与宏名相同,也不进行宏替换. 量中的字符,即使与宏名相同,也不进行宏替换.
C语言程序设计
第八章 位域,联合,枚举,定义类型 及预处理功能
C语言程序设计
1
8.1 位运算符和位运算
& 按位与 | 按位或 ~ 按位反 << 左移 >> 右移
2
∧按位异或
C语言程序设计
& 按位与 二目运算 左结合
与逻辑 把运算数作为逻辑值,进行与运算,结果是逻辑值 把运算数作为逻辑值,进行与运算, ----1 3.4--93 && 7 ----1 0 && 3.4--- 0 "12" && 0----0 12" 0-------0 0 && 0 --- 0 按位与 把整数的对应位作为逻辑值,进行与运算,结果是 把整数的对应位作为逻辑值,进行与运算, 整数值. 整数值. 常用于从字中取出某些位 ----3 1--93 & 7 ----3 0 & 1--- 0 1
93 7
|
0---0----1 ----1
0 | 0 --- 0
16进数演示 16进数演示
10010011 00000111 97
码最高位置1 例:'A'的ASCII码最高位置1,扩展 的ASCII码最高位置 出的字符是什么? 出的字符是什么? printf("%c , A | printf( %c", 'A'| 0x80); %c
>> 右移位 把操作符前边的整数右移 操作符后边的整数指 常用于除2方次快速计算, 出的位数 常用于除2方次快速计算,取出某 些连续位 ----8 2---------4 16 >> 1 ----8 16>> 2-----4 ----2 16进数演示 16 >> 3 ----2 16进数演示
16 >>1 >>2 >>3 00001000 00000100 00000010 00000001 最高位移入0 最高位移入0
struct packed_data { unsigned a:2; unsigned b:6; unsigned c:4; unsigned d:4; } // // // // a占 a占2个bits b占 b占6个bits c占 c占4个bits d占 d占4个bits
定义方法: unsigned, 名字: 占的位数, 定义方法 : 类型 unsigned , 名字 : 占的位数 , 从 低位到高位, 低位到高位,从低字节到字节 即可访问变量x 用位段类型定义一个变量 x , 即可访问变量 x 的特 定位. 定位. 内存分配还是以字节为基本单位,Win98 98, 内存分配还是以字节为基本单位, Win98,2000 以 4 字节单位. 字节单位.定义位段往往会浪费内存空间
C语言程序设计 16
文件包含 #include 命令
说明: 说明:
③ 在#include命令中,文件名可以用双引号或者是尖括 #include命令中 命令中, 号括起来.二者的区别是: 号括起来.二者的区别是: ● 用尖括号<>:进行预处理时,到由IDE集成开发环境 用尖括号<> 进行预处理时,到由IDE <>: IDE集成开发环境 Directory" 中 "Include Directory"选项设置的目录中去寻找要 包含的文件;找到则包含,没找到则报告出错信息; 包含的文件;找到则包含,没找到则报告出错信息; ● 用双引号"" :进行预处理时,编译系统首先在当 用双引号"" 进行预处理时, 前目录下寻找要包含的文件;找到则包含; 前目录下寻找要包含的文件;找到则包含;如果没有找 则再到由IDE IDE集成开发环境中 Directory" 到,则再到由IDE集成开发环境中 "Include Directory" 选项设置的目录中去寻找要包含的文件;找到则包含, 选项设置的目录中去寻找要包含的文件;找到则包含, 如果还没找到则报告出错信息. 如果还没找到则报告出错信息.
C语言程序设计 13
宏定义 #define 命令
不带参数的宏定义 用一个指定的标志符(即宏名)来代表一个字符串. 用一个指定的标志符(即宏名)来代表一个字符串. 它的一般形式为: 它的一般形式为: #define 标志符 字符串 如:#define PI 3.1415926 说明: 说明: ① 宏名一般全部用大写字母表示,以与变量名区别; 宏名一般全部用大写字母表示,以与变量名区别; 使用宏定义, ② 使用宏定义,可以减少输入程序时重复书写某些字符串的 工作量,也可以提高程序的通用性; 工作量,也可以提高程序的通用性; 宏定义是用宏名代替一个字符串,在进行预处理时, ③ 宏定义是用宏名代替一个字符串,在进行预处理时,只是 进行简单的替换,并不进行语法正确性检查. 进行简单的替换,并不进行语法正确性检查.只有正式编译 已经宏替换之后的源程序时才会检查并报错
<< 左移位 把操作符前边的整数 左移 操作符后边的整数 常用于乘2 指出的位数 常用于乘2方次快速计算 1 << 1 ----2 ----2 ----8 1 << 3 ----8
最低位移入0 最低位移入0 1 <<1 <<2 <<3 00000001 00000010 00000100 00001000
C语言程序设计 11
8.3
预处理命令
define 预处理命令 include 预处理命令
C语言程序设计
12
预处理命令
◆ 预处理命令并不是C语言本身的组成部分,不能直接对它 预处理命令并不是C语言本身的组成部分, 们进行编译,必须由预处理器来识别. 们进行编译,必须由预处理器来识别. ◆ 在对程序进行通常的编译前,先由预处理器识别处理其中 在对程序进行通常的编译前, 预处理命令" 如进行宏替换,包含文件等等. 的"预处理命令",如进行宏替换,包含文件等等. ◆ 处理完所有的" 预处理命令"后,程序中不再包括预处 处理完所有的" 预处理命令" 理 命令,编译系统再对预处理后的程序进行通常的编译. 命令,编译系统再对预处理后的程序进行通常的编译. 主要有以下三种: ◆ C语言 " 预处理命令 " 主要有以下三种: 1. 宏定义 2. 文件包含 3. 条件编译 C语言中的"预处理命令"都以符号"#"开头 语言中的"预处理命令"都以符号"
~ 按位反 单目运算
左结合
非逻辑 把运算数作为逻辑值,进行非运算,结果是逻辑值 把运算数作为逻辑值,进行非运算, ----0 !93 ----0 !0 --- 1 按位反 把整数的各位作为逻辑值,进行非运算,结果是 把整数的各位作为逻辑值,进行非运算, 整数值. 整数值. 常用于给字中各位 求反
~93 ----6c ----6c
93 7
0---0----1 ----1
0 ^ 0 --- 0
16进数演示 16进数演示
10010011 00000111 94
C语言程序设计
x='1 的偶 例:把 char x= 1'的偶 数位变反, 数位变反,奇数位保持 用10101010 异或 x : x^ 0xaa
5
按位异或 10010100
值 12288 值57
3
| 按位或 二目运或运算,结果是逻辑值 把运算数作为逻辑值,进行或运算, ----1 3.4--93 || 7 ----1 0 || 3.4--- 1 "12" || 0----1 12" 0-------1 0 || 0 --- 0 按位或 把整数的对应位作为逻辑值,进行或运算,结果是 把整数的对应位作为逻辑值,进行或运算, 整数值. 整数值. 常用于给字中某些位 置1 ----97 1--93 | 7 ----97 0 | 1--- 1 1