C语言 位域
如果程序的结构中包含多个开关量,只有 TRUE/FALSE 变量,如下:
struct { unsigned int widthValidated; unsigned int heightValidated; } status;
这种结构需要 8 字节的内存空间,但在实际上,在每个变量中,我们只存储 0 或 1。在这种情况下,C 语言提供了一种更好的利用内存空间的方式。如果您在结构内使用这样的变量,您可以定义变量的宽度来告诉编译器,您将只使用这些字节。例如,上面的结构可以重写成:
struct { unsigned int widthValidated : 1; unsigned int heightValidated : 1; } status;
现在,上面的结构中,status 变量将占用 4 个字节的内存空间,但是只有 2 位被用来存储值。如果您用了 32 个变量,每一个变量宽度为 1 位,那么 status 结构将使用 4 个字节,但只要您再多用一个变量,如果使用了 33 个变量,那么它将分配内存的下一段来存储第 33 个变量,这个时候就开始使用 8 个字节。让我们看看下面的实例来理解这个概念:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
/* 定义简单的结构 */
struct
{
unsigned int widthValidated;
unsigned int heightValidated;
} status1;
/* 定义位域结构 */
struct
{
unsigned int widthValidated : 1;
unsigned int heightValidated : 1;
} status2;
int main( )
{
printf( "Memory size occupied by status1 : %d\n", sizeof(status1));
printf( "Memory size occupied by status2 : %d\n", sizeof(status2));
return 0;
}
尝试一下
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Memory size occupied by status1 : 8 Memory size occupied by status2 : 4
位域声明
在结构内声明位域的形式如下:
struct { type [member_name] : width ; };
下面是有关位域中变量元素的描述:
元素 | 描述 |
---|---|
type | 整数类型,决定了如何解释位域的值。类型可以是整型、有符号整型、无符号整型。 |
member_name | 位域的名称。 |
width | 位域中位的数量。宽度必须小于或等于指定类型的位宽度。 |
带有预定义宽度的变量被称为位域。位域可以存储多于 1 位的数,例如,需要一个变量来存储从 0 到 7 的值,您可以定义一个宽度为 3 位的位域,如下:
struct { unsigned int age : 3; } Age;
上面的结构定义指示 C 编译器,age 变量将只使用 3 位来存储这个值,如果您试图使用超过 3 位,则无法完成。让我们来看下面的实例:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct
{
unsigned int age : 3;
} Age;
int main( )
{
Age.age = 4;
printf( "Sizeof( Age ) : %d\n", sizeof(Age) );
printf( "Age.age : %d\n", Age.age );
Age.age = 7;
printf( "Age.age : %d\n", Age.age );
Age.age = 8;
printf( "Age.age : %d\n", Age.age );
return 0;
}
尝试一下
当上面的代码被编译时,它会带有警告,当上面的代码被执行时,它会产生下列结果:
Sizeof( Age ) : 4 Age.age : 4 Age.age : 7 Age.age : 0
C语言 typedef
C 语言提供了 typedef 关键字,您可以使用它来为类型取一个新的名字。下面的实例为单字节数字定义了一个术语 BYTE:
typedef unsigned char BYTE;
在这个类型定义之后,标识符 BYTE 可作为类型 unsigned char 的缩写,例如:
BYTE b1, b2;
按照惯例,定义时会大写字母,以便提醒用户类型名称是一个象征性的缩写,但您也可以使用小写字母,如下:
typedef unsigned char byte;
您也可以使用 typedef 来为用户自定义的数据类型取一个新的名字。例如,您可以对结构体使用 typedef 来定义一个新的数据类型,然后使用这个新的数据类型来直接定义结构变量,如下:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
typedef struct Books
{
char title[50];
char author[50];
char subject[100];
int book_id;
} Book;
int main( )
{
Book book;
strcpy( book.title, "C Programming");
strcpy( book.author, "Nuha Ali");
strcpy( book.subject, "C Programming Tutorial");
book.book_id = 6495407;
printf( "Book title : %s\n", book.title);
printf( "Book author : %s\n", book.author);
printf( "Book subject : %s\n", book.subject);
printf( "Book book_id : %d\n", book.book_id);
return 0;
}
尝试一下
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Book title : C Programming Book author : Nuha Ali Book subject : C Programming Tutorial Book book_id : 6495407
typedef vs #define
#define 是 C 指令,用于为各种数据类型定义别名,与 typedef 类似,但是它们有以下几点不同:
- typedef 仅限于为类型定义符号名称,#define 不仅可以为类型定义别名,也能为数值定义别名,比如您可以定义 1 为 ONE。
- typedef 是由编译器执行解释的,#define 语句是由预编译器进行处理的。
下面是 #define 的最简单的用法:
#include <stdio.h>
#define TRUE 1
#define FALSE 0
int main( )
{
printf( "Value of TRUE : %d\n", TRUE);
printf( "Value of FALSE : %d\n", FALSE);
return 0;
}
尝试一下
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Value of TRUE : 1 Value of FALSE : 0