学习C语言（21）

整理今天的学习内容

1.结构体实现位段

（1）位段的声明

位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int ，在C99中位段成员的类型也可以选择其他类型

例：

（2）位段的内存分配

位段的空间上是按照需要以4个字节（ int ）或者1个字节（ char ）的方式开辟的

解释下面程序的运行结果

首先开辟四个字节，32个比特位，_a,_b,_c,依次放入被开辟空间中

当_d申请30个比特位的空间时，原先开辟的空间不够，再次开辟4个字节的空间存放_d,其余空间被浪费掉

                                                                                                       注：一个空格代表1个比特位

所以struct A 变量的大小是8个字节

测试：

                        注：一个空格代表1个比特位   

（3）位段的跨平台问题

·int 位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的
·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
·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
·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
·跟结构相比，位段可以达到同样的效果，并且可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在

（4）位段的使用

位段的几个成员共用同⼀个字节，所以不能对位段的成员使用&操作符，这样就不能使用scanf直接给位段的成员输入值，只能是先输入放在一个变量中，然后赋值给位段的成员

例：

自定义类型：联合和枚举

1.联合体

（1）联合体类型的声明

（2）联合体在内存中的储存

编译器只为联合体最大的成员分配足够的内存空间，联合体的特点是所有成员共用同⼀块内存空间。所以联合体也叫：共用体
给联合体其中一个成员赋值，其他成员的值也跟着变化

（3）联合体大小的计算

1.联合的大小至少是最大成员的大小
2. 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

（4）结构体和联合体的对比

例：图书、杯子、衬衫这三种商品每⼀种都有：库存量、价格、商品类型的信息，除此之外，图书还包括书名、作者、页数，杯子还包括设计，衬衫还包括设计、可选颜色、可选尺寸

以结构体的的形式设计变量：

以联合体的的形式设计变量：

与结构体相比，联合体的使用可以节省内存

（5）用联合体判断当前机器的大小端

2.枚举

（1）枚举的声明

{}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，依次递增1，当然在声明枚举类型的时候也可以赋初值

（2）枚举类型的优点

·增加代码的可读性和可维护性
· 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查，更加严谨
·便于调试，预处理阶段会删除 #define 定义的符号
· 使用方便，一次可以定义多个常量
·枚举常量是遵循作用域规则的，枚举声明在函数内，只能在函数内使用

（3）枚举类型的使用

使用枚举常量给枚举变量赋值

C语言中可以拿整数直接给枚举变量赋值，但在C++中不行，因为C++的类型检查比较严格

动态内存管理

C语言中的动态内存开辟使程序员可以自己申请和释放空间

1.malloc和free

（1）malloc

void*  malloc  (size_t  size);

                                      ↑

                      需要开辟空间的字节数
这个函数向内存申请⼀块连续可用的空间，并返回指向这块空间的指针
• 如果开辟成功，则返回⼀个指向开辟好空间的指针
• 如果开辟失败，则返回⼀个 NULL 指针，因此malloc的返回值⼀定要做检查
• 返回值的类型是 void* ，所以malloc函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时候由使用者自己决定
• 如果参数 size 为0，malloc的行为是标准是未定义的，取决于编译器

（2）free

void free (void* ptr);

                          ↑

                    需要释放的动态内存的地址

free函数用来释放动态开辟的内存

• 如果参数 ptr 指向的空间不是动态开辟的，那free函数的行为是未定义的

• 如果参数 ptr 是NULL指针，则函数不进行任何处理

malloc和free都声明在 stdlib.h 头文件中

使用free函数处理过的指针是野指针，需要置NULL

2.calloc和realloc

（1）calloc

void* calloc (size_t num, size_t size);

• 函数的功能是为 num 个大小为 size 的元素开辟⼀块空间，并且把空间的每个字节初始化为0

• 与函数 malloc 的区别只在于 calloc 会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为全 0

calloc函数的使用：

（2）realloc

void* realloc (void* ptr, size_t size);

realloc 函数可以对动态开辟内存大小进行调整

• ptr 是要调整的内存地址

• size为调整之后新大小

• 返回值为调整之后的内存起始位置

 • 这个函数调整原内存空间大小的基础上，还可能会将原来内存中的数据移动到新的空间

realloc在调整内存空间时存在两种情况：

情况1：原有空间之后有足够大的空间

直接原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发生变化

情况2：原有空间之后没有足够大的空间

在堆空间上另找⼀个合适大小 的连续空间来使用，这样函数返回的是⼀个新的内存地址

realloc函数的使用：

realloc（NULL，20）==malloc（20）