嵌入式第十六课！！！结构体与共用体

一、结构体

结构体是一种数据类型，它的形式是这样的：

struct 结构体名

{        

        结构体成员语句1；

        结构体成员语句2；

        结构体成员语句3；

}；

举个例子：

struct Student
{int id;char name[20];float score;
};

我们创建了一个数据类型Student，在这个声明里面，创建了三个变量： int型 id  ,   字符数组name[20] ，float型score；在声明的花括号  {  }  里面，要注意添加分号 “ ； ”，不然系统编译时会报错。

在主函数使用这个数据类型的时候：

struct Student
{int id;char name[20];float score;
};int main(void)
{s.id = 1;strcpy(s.name, "zhangsan");s.score = 97.5;printf("%d, %s, %f,%d-%d-%d \n", s.id, srname, s.score);return 0;
}

我们在主函数里定义了一个变量s,t它的数据类型Student，在给它赋值的时候，要按如上方式，依次赋值；

在使用结构体这种数据类型时，可以进行结构体嵌套：

struct Student
{int id;char name[20];float score;struct Date birthday;
};int main(void)
{s.id = 1;strcpy(s.name, "zhangsan");s.score = 97.5;s.birthday.year = 2002;s.birthday.month = 3;s.birthday.day = 12;printf("%d, %s, %f,%d-%d-%d \n", s.id, srname, s.score, s.birthday.year, s.birthday.month, s.birthday.day);return 0;

结构体初始化

在进行设定变量s时，可以直接进行初始化：

struct Student
{int id;char name[20];float score;struct Date birthday;
};int main(void)
{struct Student s = {1, "zhangsan", 97.5, {2002, 3, 12}};printf("%d, %s, %f,%d-%d-%d \n", s.id, srname, s.score, s.birthday.year, s.birthday.month, s.birthday.day);return 0;

结构体嵌套的部分用花括号 { } 隔开；

也可以对部分结构体成员进行初始化：

struct Student
{int id;char name[20];float score;struct Date birthday;
};int main(void)
{struct Student s = {.id = 1,.score = 97.5,.birthday = {.year = 2002,}};
}	

其余未初始化的结构体成员变量为0；

为了在调用函数的时候，改变主调函数里struct 里结构体成员的值，我们可以通过指针来进行传参：

void printStudent(struct Student *p)
{printf("%d, %s, %f\n", p->id, p->name, p->score);
}
int main(void)
{struct Student a[3] = {{1, "zhangsan", 97.5},{2, "lisi", 98},{3, "wanghu", 95}};int len = sizeof(a) / sizeof(*a);printStudents(a, len);return 0;
}

需要注意的是，结构体成员指针不能写为(*p).id 或(*p) . name等，正确的编程规范应该为：p -> id

p -> name的格式；

使用指针传递的方式，占用字节较少，cpu运行速率较快；而普通的变量值传递会消耗很多空间，所以我们基本不用。

结构体数组

void printStudent(struct Student *p)
{printf("%d, %s, %f\n", p->id, p->name, p->score);
}void printStudents(struct Student a[], int len)
{int i;for(i = 0;i < len;++i){printStudent(a + i);}
}
int main(void)
{struct Student a[3] = {{1, "zhangsan", 97.5},{2, "lisi", 98},{3, "wanghu", 95}};int len = sizeof(a) / sizeof(*a);printStudents(a, len);return 0;
}

结构体成员按从前往后的顺序存储到数组里面；

同时，结构体数组元素之间是不能进行比较的，如a[0]和a[1]，但是a[0].id 与 a[1].id之间是可以比较的。

结构体字节大小

在计算结构体大小前，我们要先厘清一个概念：

内存对齐：

在存储数据的时候，为了防止cpu为了访问一个数据，要读取两次内存空间的情况发生，在存储数据的时候，偏移量要可以整除存储的数据类型大小；

为了清晰易懂，请大家记住这三条准则，就可以又快又准确的计算出结构体所占的字节大小：

1.默认按CPU位数对齐（64位系统按8字节对齐），即最终地址为8的整数倍。

2.找结构体里最长字节的成员，以它的字节大小为基准对齐。

3.按照结构体的声明顺序，依次将成员保存在结构体内存中，最终保存的偏移量 / sizeof（成员） == 0。

如果是数组的话，就按其基类型的字节长度进行对齐；举个例子：

struct Demo
{char c;short d;int i ;
};int main(void)
{struct Demo s;printf("%d\n",sizeof(s));
}

sizeof (s) = 8字节；

上图分别为存储变量的首地址，其中int 型变量占4个字节，加上前面的一共占8个字节；

这种方法势必会浪费一些空间，但是这种方式可以换取CPU的读写速率。

共用体

举个例子：

union Demo
{int i;short s;char c;
};

这是共用一段内存空间的数据类型，其共用体成员语句的内存空间相互彼此覆盖，打印值的话，系统会打印出最后一个覆盖的成员变量的值。

需要注意的是，共用体所有成员的地址都顶头写，我们可以利用这种特性来判断系统存储的方式是打断还是小端：

union Demo
{int i;short s;char c;
};int main(void)
{union Demo d;d.i = 1;union Demo *p;p = &d;fn(&d);if(d.c == 1){puts("little");}else{puts("big");}

枚举类型

这是一种自定义数据类型，并设定取值范围的数据类型：

enum Week
{Sun, Mon, Tue , Wes, Thu, Fri, Sat
};int main(void)
{enum Week w;w = Sun;printf("%d\n", w + 1);

在声明语句的时候，写入week所有的可能性，在调用时，使用这种数据类型的变量在枚举常量里任取其一：其实枚举常量里列举的取值可能性，实际上就是给整型常量0，1，2，3……等依次赋值；如果重置第一个常量Sun 赋值为2时，接下来的常量会依次赋为3，4，5，6……，如果从Mon开始重置赋值的话，Sun的值为0；

由此可以看出，它和整型是兼容的。

typedef定义类型

这种数据类型的实际上是给已有的数据类型换一个名字：

typedef int INT;typedef struct Demo
{int i;short s;char c;
}Demo, *PDEMO;typedef void (*pfn)(void);
typedef pfn ARRAY[10];int main(void)
{ARRAY a;INT s；printf("%lu\n" ,sizeof(a));return 0;
}

在主函数里，s是int型变量；a是一个由函数指针构成的元素个数为10的数组，其sizeof（a）= 80