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数据结构——结构体位域、typedef类型重定义、宏、共用体union、枚举、虚拟内存划分

news 来源：原创 2025/5/14 9:30:39

一、结构体位域

1.1 结构体位域的基础

结构体位域：把结构体字节大小扣到极致的一个类型，以bit单位

格式：struct 位域体名{数据类型 位域名:位域大小;数据类型 位域名:位域大小;...};解析：位域体名：可有可无，满足命名规范数据类型：只能是整数(char\short\int\long\long long)位域名：可有可无，如果不屑，则默认该位不可以使用，结果位0位域大小：不可以大于数据类型的总位值eg:struct A{int a:10;int b:20;char c:6;...       };struct B{int a:10;int :20; //20位不可以使用，默认是0char c:6;...       };

1.2 结构体位域的大小

1.结构体位域的各个数据类型一致，且总和小于最宽数据类型的字节大小分配字节单位是以最宽数据类型字节大小分配struct A{int a:2;int b:3;int c:20;    };结构体分配最宽成员的字节大小，int---->32a：2  剩余30bit,  b:3 剩余27  c:20 剩余7位共4字节2.结构体位域的各个数据类型一致，且总和大于最宽数据类型的字节大小不可以跨字节存储struct B{int a:20;int b:23;int c:7;    };最宽数据类型int--->32bita：20 剩余12，  b:23不够存储，则需要重新申请4字节存储bb：23  剩余9   c：7  剩余2共8字节3.结构体位域的各个数据类型不一致，且总和大于最宽数据类型的字节大小struct C{char a:7;short b:15;int c:30;long d:20;long long e:53;};最宽long long -->8字节---》64bita:7  剩余57  b:15:42  c:30  剩余12   d:20  重新8字节， 剩余44    e:53  重新申请8字节 共24字节

1.3 结构体位域的使用

struct C{char a:7;   -2^6  2^6-1short b:15;  -2^14   2^14-1int c:30;    -2^29   2^29-1unsigned long d:20;long long e:53;};struct C num={128,20,30,40,50};printf("%d",num.a);char  -128,127char a=128  --->a=-128char b=129  --->b:-127char c=130   --->c:-126如果数据在赋值时出现数据溢出，则会从最大值到最小值上

二、typedef类型重定义

typedfef: 类型重定义

格式： typedef 数据类型别名;

1.typedef: 类型重定义

2.数据类型：基类型，构造类型，空类型，指针类型

3.别名：满足命名规范

size_t 在64操作系统unsigned long 32操作系统unsigned int

typedef int size_4; //把int起别名size_4 int--->sise_4

int a;--->size_4 a;

typedef unsigned long size_t;

typedef unsigned int size_t;

int age;char name[100];
}p_t;方式1：
struct Person a;
typedef struct Person p_t; //struct Person起别名p_t
p_t a;int a;
int arr[2];
int *p;typedef int a,arr[2],*p;   a-->int   arr-->int[2]  p-->int*typedef int a;
typedef float a;

C语言变量
int a;
int arr[3];
int arr[2][3];
int* p;
int** p;
int (*p)[3];
int *p[3]
int (*p)();
int *p()
C类型
int ;
int [3];
int [2][3];
int* ;
int** ;
int (*)[3];
int *[3]
int (*)();
int *()
typedef和类型的结合
typedef int a_t;//a_t类型别名，表示int
typedef int arr_t[3] ;//arr_t类型别名，表示int [3]int arr[3]--->arr_t b;
typedef int arr_t[2][3];
typedef int* p_t;
typedef int** p_t;
typedef int (*p_t)[3];
typedef int *p_t[3]
typedef int (*fun_t)();
typedef int *fun_t();eg：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, const char *argv[])               
{typedef int size_4;size_4 a=100;printf("a=%d\n",a);typedef  int arr_t[2][3];//arr_t等价int [2][3];arr_t b={1,2,3,4,5,6};for(int i=0;i<2;i++){for(int j=0;j<3;j++)printf("%d\t",b[i][j]);putchar(10);}return 0;
}

三、宏

宏：宏只做替换，不做计算，不做正确性的检测

宏发生在预处理阶段

3.1 简单宏

格式：#define 宏名宏体

1.#define 定义宏

2.宏名：满足命名规范，一般大写

3.宏体：默认时字符串

4.宏是没有类型，不需要在最后加;宏不是C语句

5.宏默认是全局，一般定义在主函数的上面

#define A 100
#deifne PAI  3.14
#define CH 'a'
#define STRING "hello"
#define size_4 int  size_4的值int

3.2 宏函数

3.2.1 自定义宏函数

1.（{}）

格式：
#define 宏函数名(参数列表) ({C语句1;C语句2...C语句n})
解析：
1.参数列表：没有数据类型，多个参数之间使用逗号隔开
2.({}):当C语句只有一条时默认可以省略不写
3.({}): 默认存在返回，返回最后一个表达式
4.宏体建议只写一行，换行需要使用\链接父，进行连接eg:使用宏计算两个数的最大值
#define MAX1(x,y) x>y?x:y#define MAX(x,y) ({int max;\if(x>y)\max=x;\else \max=y;\max;})                          
int main(int argc, const char *argv[])
{int a=11,b=22;int max=MAX(a,b);a>b?a:b;printf("max=%d\n",max);printf("max1=%d\n",MAX1(a,b));return 0;
}

2. do{}while(0)

格式：#define 宏函数名(参数列表) do{C语句1;C语句2....}while(0)
1.参数列表：没有数据类型，多个参数之间使用逗号隔开
2.do{}while(0) 后面不加分号
3.默认不存在返回
4.宏体建议只写一行，换行需要使用\连接符，进行连接
eg:使用宏计算两个数的最大值
#define MAX(x,y) do{if(x>y)printf("%d",x);else printf("%d",y);}while(0)

3.2.2 系统自带的宏函数

1.判断宏是否为真，多用注释#if 宏名C语句1；#endif
执行过程：如果宏为真，则执行C语句，否则跳过
2.宏的双分支#if 宏名C语句1;#elseC语句2;#endif
执行流程：如果宏为真则执行C语句1，否则执行C语句2
3.宏的多分支#if 宏名1C语句1；#elif 宏名2C语句2;....#elseC语句n;#endif
执行流程：如果宏1为真则执行C语句1，结束如果宏1为假，则判断宏2，如果宏2为真，则执行C语句2，结束以此类推
4.判断宏已经定义#ifdef 宏C语句1;C语句2;#endif
执行流程：判断宏已经定义了，如果定义了，则执行C语句
5.判断宏没有定义#ifndef 宏C语句1；#endif
执行流程：判断宏没有定义了，如果没有定义，则执行C语句  
6.判断多个宏已经定义#if defined(宏1) &&defined(宏2)C语句1；#endif
执行流程：判断宏已经定义了，如果定义了，则执行C语句
7.判断多个宏没有定义#if !defined(宏)    #if undefined==宏C语句1；#endif
执行流程：判断宏没有定义了，如果没有定义，则执行C语句    
8.# 把宏体转换为字符串#define FUN(a) #a
9，## 连接#define FUN(a,b) a##b

#讲解案例：

##的讲解案例：

3.2.3 多文件编译

1.头文件：预处理命令，全局变量，头文件，函数生命

2.main函数

3.自定义函数

#include <>: 默认在系统库中查找头文件库路径是/usr/include/

#include "":现在当前目录下查找头文件，找不到则在系统库中查找

3.3 宏和typedef之间的区别

1.宏发生在预处理阶段，typedef 编译阶段

2.宏不是C语句，typedef是C语句

3.宏属于替换，typedef类型重定义

4.宏只能做基类型的简单替换，typedef可以重定义任何类型

typedef int size_4 typedef int arr[2]

#define size_4 int

四、共用体union

4.1 认识共用体的格式

union 共用体名
{数据类型 变量名;数据类型 变量名;····   
};   //定义了一个结构体类型

4.2 共用体的地址

各个成员变量共享同一片空间

共用体字节大小等于最宽成员的字节大小，满足字节对齐原则

4.3 共用体的使用

1.当没有指定成员时，默认给第一个成员赋值
typedef union A
{int a;char b;float c;
}A_t;
A_t num={100};   默认给第一个成员a赋值
2.指定成员赋值
A_t num2={.c=3.14};
3.定义变量后赋值
A_t num3;
num3.a=100;
num3.b='a';
num3.c=3.14
此时最终结果是最后一次赋值的结构

4.4 使用union解决大小端存储

typedef union A
{int a;char b;
}A_t;
A_t num={0x12345678}
if(num.b==0x78)printf("little\n");
elseprintf("big\n");

五、枚举

5.1 枚举的概念

枚举：防止魔鬼数字

枚举：列举所有集的有序序列的常量集合

枚举属于基类型

#define A 1

#define B 2

#define C 3

enum 枚举名
{变量名1,变量名2,....
};
1.enum:枚举关键字
2.枚举名：满足命名规范
3.变量名：没有数据类型，类型是自定义的枚举类型  enum 枚举名

5.2 枚举的使用

1.默认没有赋值
enum NUM
{A,B,C   A默认结果是0，后面的一次递增 
};
printf("A=%d\n",A);
2.指定赋值
enum NUM
{A,B=50,C   A默认结果是0，B=50  C=51
};
enum NUM
{A=20,B=50,C=31   A默认结果是20，B=50  C=31
};
3.枚举变量
enum NUM
{A=20,B=50,C=31   A默认结果是20，B=50  C=31
};
enum NUM a=100;   //a是枚举变量，可以修改，ABC成员不可以修改

六、虚拟内存划分

数据结构——结构体位域、typedef类型重定义、宏、共用体union、枚举、虚拟内存划分

一、结构体位域 1.1 结构体位域的基础结构体位域：把结构体字节大小扣到极致的一个类型，以bit单位格式：struct 位域体名{数据类型位域名:位域大小;数据类型位域名:位域大小;...};解析：位域体名：可有可无&#xff…...

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编程日记 2025/5/12 4:34:55

MySQL索引数据结构详解

索引的定义：方便Mysql更高效的获取排好序的数据结构数据结构分为： 二叉树红黑树hash表B-Tree 二叉树规则：可视化二叉树从父节点查找数据，每个节点最多有两个子节点，左子节点比父节点小，右子节点比父节…...

编程日记 2025/5/11 21:04:52

Python----PyQt开发（PyQt基础，环境搭建，Pycharm中PyQttools工具配置，第一个PyQt程序）

一、QT与PyQT的概念和特点 1.1、QT QT是一个1991年由The Qt Company开发的跨平台C图形用户界面应用程序开发框架，可构建高性能的桌面、移动及Web应用程序。也可用于开发非GUI程序，比如控制台工具和服务器。Qt是面向对象的框架，使用特殊的代…...

编程日记 2025/5/1 1:54:11

C语言——排序（冒泡，选择，插入）

基本概念排序是对数据进行处理的常见操作，即将数据按某字段规律排列。字段是数据节点的一个属性，比如学生信息中的学号、分数等，可针对这些字段进行排序。同时，排序算法有稳定性之分，若两个待排序字段一致的数据在排序…...

编程日记 2025/5/12 17:54:15

物联网智能语音控制灯光系统设计与实现

背景随着物联网技术的蓬勃发展，智能家居逐渐成为现代生活的一部分。在众多智能家居应用中，智能灯光控制系统尤为重要。通过语音控制和自动调节灯光，用户可以更便捷地操作家中的照明设备，提高生活的舒适度与便利性。本文将介绍一…...

编程日记 2025/5/13 14:04:04

哪吒闹海！SCI算法+分解组合+四模型原创对比首发！SGMD-FATA-Transformer-LSTM多变量时序预测

哪吒闹海！SCI算法分解组合四模型原创对比首发！SGMD-FATA-Transformer-LSTM多变量时序预测目录哪吒闹海！SCI算法分解组合四模型原创对比首发！SGMD-FATA-Transformer-LSTM多变量时序预测效果一览基本介绍程序设计参考资料效果一览…...

编程日记 2025/5/14 4:22:25

Python实现决策树（Decision Tree）算法

在 Python 中实现一个决策树算法，可以使用 sklearn 库中的 DecisionTreeClassifier 类。这个类实现了分类任务中的决策树算法。下面是一个简单的例子，展示如何使用 DecisionTreeClassifier 来训练决策树并进行预测。 1. 安装 scikit-learn 如果你还没有…...

编程日记 2025/5/10 2:03:09