自定义类型详解(下)

2.位段

2.1 什么是位段

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 signed int
2. 位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。

比如:

struct A
{int _a:2;int _b:5;int _c:10;int _d:30;
};

A就是一个位段类型。

那位段 A 的大小是多少?
答案是8 为什么呢?
下图的a占2个bit位 b占3位 c占10个 d占30个 加起来是47个bit位  但是结果打印了8(八个字节等于64个bit位)为什么呢?
——>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。在这里是int类型 所以开辟的是4个字节即是32个bit位 a+b+c=17 a+b+c+d>32 所以第一次开辟的32位放a+b+c 第二次开辟的放d(30),所以第一次开辟剩下了了15个bit位 so~那我可不可以把d的一部分放到剩下的15位里 另一部分放到第二次开辟的空间里 事实是这样吗?  
答:C语言标准没有给出相应的规定 要看编译器

2.2 位段的内存分配

1. 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
2. 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。
3. 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。
//一个例子
struct S
{char a:3;char b:4;char c:5;char d:4;
};
struct S s = {0};
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;
//空间是如何开辟的?

2.3 位段的跨平台问题  

1. int 位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的。
2. 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。
3. 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。
4. 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。

总结: 跟结构相比,位段可以达到同样的效果,但是可以很好的节省空间,但是有跨平台的问题存在。 

2.4 位段的应用  

3.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

3.1 枚举类型的定义 

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。

例如:

enum Color//颜色
{RED=1,GREEN=2,BLUE=4
};

3.2 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:
1. 增加代码的可读性和可维护性
2. #define 定义的标识符比较枚举有类型检查,更加严谨。
3. 防止了命名污染(封装)
4. 便于调试
5. 使用方便,一次可以定义多个常量

4. 联合(共用体)

4.1 联合类型的定义

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:

//联合类型的声明
union Un{char c;int i;};//联合变量的定义
union Un un;//计算连个变量的大小
printf("%d\n", sizeof(un));

4.2 联合的特点 

 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)。

union Un{int i;char c;};union Un un;// 下面输出的结果是一样的吗?
printf("%d\n", &(un.i));printf("%d\n", &(un.c));//下面输出的结果是什么?
un.i = 0x11223344;un.c = 0x55;printf("%x\n", un.i);

4.3 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。 
union Un1{char c[5];int i;};union Un2{short c[7];int i;};//下面输出的结果是什么?
printf("%d\n", sizeof(union Un1));printf("%d\n", sizeof(union Un2));

 

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