学习 C/C++ 资料（基础知识七-位域，typedef）
今天学习C语言中的位域，一听这个位域就很懵的，大概概括下就是设置变量的所占的位的长度
C 语言中的位域
如果程序的结构中包含多个开关量，只有 TRUE/FALSE 变量，如下：
1
2
3
4
5
| 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：
1
2
3
4
5
| 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：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
| #include <stdio.h>
#include <string.h>
struct
{
unsigned int widthValidated;
unsigned int heightValidated;
} status1;
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;
}
|
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
1
2
| 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：
1
2
3
4
| 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 |
只能为 int(整型)，unsigned int(无符号整型)，signed int(有符号整型) 三种类型，决定了如何解释位域的值。 |
| 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：
1
2
3
4
| 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：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
| #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;
}
|
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：
1
2
3
4
| Sizeof( Age ) : 4
Age.age : 4
Age.age : 7
Age.age : 0
|
C 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：
1
| 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：
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：
1
| 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名字，然后使用这个新的数据类型来直接定义结构变量，如下：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
| #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 教程");
strcpy( book.author, "Runoob");
strcpy( book.subject, "编程语言");
book.book_id = 12345;
printf( "书标题 : %s\n", book.title);
printf( "书作者 : %s\n", book.author);
printf( "书类目 : %s\n", book.subject);
printf( "书 ID : %d\n", book.book_id);
return 0;
}
|
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
1
2
3
4
| 书标题 : C 教程
书作者 : Runoob
书类目 : 编程语言
书 ID : 12345
|
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：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
| #include <stdio.h>
#define TRUE 1
#define FALSE 0
int main( )
{
printf( "TRUE 的值: %d\n", TRUE);
printf( "FALSE 的值: %d\n", FALSE);
return 0;
}
|
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
