C语言共用体与枚举.ppt

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1、2023/11/7,1,12.1 共用体类型与共用体变量12.2 共用体变量的引用12.3 共用体变量的应用12.4 位运算与位段结构12.5 枚举类型12.6 类型定义,第十二章 共用体与枚举类型,2023/11/7,2,12.1 共用体类型与共用体变量,共用体是由用户定义的数据类型。有时需要使几种不同类别的变量存放到同一段内存单元中,也就是使用覆盖技术，几个变量互相覆盖。这种使几个不同的变量共同占用一段内存单元的结构，称为“共用体”类型的结构。1.共用体类型定义的一般形式共用体类型定义用关键字union标识，形式为：union 标识符 成员说明列表；,2023/11/7,3,标识符给出共用

2、体名，是共用体类型名的主体，定义的共用体类型由“union 标识符”标识。,2.共用体变量的定义,(1)先定义共用体类型，再定义共用体变量：,union 共用体名 成员表；union 共用体名 变量表；,union data int i;char ch;float f;union data a,b,c;,2023/11/7,4,(2)定义共用体类型的同时定义共用体变量,union 共用体名 成员表 变量表；,union data int i;char ch;float f;a,b,c;,(3)定义共用体类型时，省略共用体类型名，同时定义共用体类型变量union 成员表 变量表；,union i

3、nt i;char ch;float f;a,b,c;,2023/11/7,5,注意区分：“共用体”变量：各成员占相同的起始地址，在内存中所占字节数度等于最长的成员在内存中所占的字节数。“结构体”变量：各成员占不同的地址，在内存中所占字节数等于全部成员在内存中所占的字节数之和。,union int i;char ch;float f;b;,struct int i;char ch;float f;a;,2023/11/7,6,12.2 共用体变量的引用,共用体变量不能直接使用，和结构体变量一样只能使用里面的某个成员，其成员同样通过点运算描述。形式为：共用体变量名.成员名,union int i

4、;char ch;float f;a;,例如：左边定义的共用体类型变量a，a占有4个字节的空间，a.i 表示其整型成员，a.ch表示其字符型成员，a.f表示其单精度型成员。,2023/11/7,7,说明：(1)共用体变量中，可以包含若干个成员及若干种类型，但共用体成员不能同时使用。在每一时刻，只有一个成员及一种类型起作用，不能同时引用多个成员及多种类型。(2)共用体变量中起作用的成员值是最后一次存放的成员值，因为共用体变量所有成员共同占用同一段内存单元，后来存放的值将原先存放的值覆盖，故只能使用最后一次给定的成员值。如：a.i=278,a.ch=D,a.f=5.78;不能企图通过下面的prin

5、tf函数得到a.i和a.ch的值：printf(“%d,%c,%f”,a.i,a.ch,a.f);但能得到a.f的值。,2023/11/7,8,(3)共用体变量的地址和它的各个成员的地址相同。(4)不能企图引用共用体变量名来得到某成员的值。(5)共用体变量不能作函数参数，函数的返回值也不能是共用体类型。(6)共用体类型和结构体类型可以相互嵌套，共用体中成员可以为数组，甚至还可以定义共用体数组。,2023/11/7,9,例12.1 写出下列程序的执行结果,main()union exx int a,b;struct int c,d;lpp;e=10;e.b=e.a+20;e.lpp.c=e.a+

6、e.b;e.lpp.d=e.a*e.b;printf(“%d,%dn”,e.lpp.c,e.lpp.d);,程序运行结果如下：60,3600,2023/11/7,10,12.3 共用体变量的应用 例12.2 设有若干教师的数据，包含有教师编号、姓名、职称，若职称为讲师，则描述他们的所讲课程，若职称为教授，则描述他们所写论文数目。,union cfchar clname10；/*所讲课程*/int num；/*论文数目*/；struct teachers int no；/*编号*/char name12；/*姓名*/char zc；/*职称*/union cf x；/*可变字段，为所讲课程或论文

7、数目*/teach3；,2023/11/7,11,#define format%d%s%c main（）int i；for（i=0；i3；i+）scanf(format,if（teachi.zc=L）scanf（”%s”，teachi.x.clname）；else if（teachi.zc=P）scanf（”%d”，&teachi.x.num）；else printf（”input data errorn”）；,2023/11/7,12,for（i=0；i3；i+）printf（%d%s%c，teachi.no,teachi.name,teachi.zc）；if（teachi.zc=L）pri

8、ntf（”%sn”，teachi.x.clname）；else if（teachi.zc=P）printf(%dn,teachi.x.num);else printf（data errorn）；,2023/11/7,13,12.4 位运算与位段结构,为了节省内存空间，在系统软件中常将多个标志状态简单地组合在一起，存储到一个字节（或字）中。语言是为研制系统软件而设计的，所以它提供了实现将标志状态从标志字节中分离出来的位运算功能。所谓位运算是指，按二进制位进行的运算。在用位运算符进行数的运算时，数是以补码的形式参加运算的。,12.4.1 位运算及其运算符,2023/11/7,14,1按位与&(1)

9、格式：x&y(2)规则：对应位均为1时才为1，否则为0：例如，3&9=1：0011&1001 0001=1(3)主要用途：取(或保留)1个数的某(些)位，其余各位置0。2按位或|(1)格式：x|y(2)规则：对应位均为0时才为0，否则为1：,2023/11/7,15,例如，3|9=11：0011|1001 1011=11(3)主要用途：将1个数的某(些)位置1，其余各位不变。3按位异或(1)格式：xy(2)规则：对应位相同时为0，不同时为1：39=10。(3)主要用途：使1个数的某(些)位翻转(即原来为1的位变为0，为0的变为1)，其余各位不变。,2023/11/7,16,4按位取反(1)格式

10、：x(2)规则：各位翻转，即原来为1的位变成0，原来为0的位变成1：例如，直接构造一个全1的数，在IBM-PC机中为0 xffff（2字节），而在VAX-11/780上，却是0 xffffffff（4字节）。如果用0来构造，系统可以自动适应。5按位左移(1)格式：x 位数(2)规则：使操作数的各位左移，低位补0，高位溢出：52=20。,2023/11/7,17,6按位右移(1)格式：x位数(2)规则：使操作数的各位右移，移出的低位舍弃；高位：1)对无符号数和有符号中的正数，补0；2)有符号数中的负数，取决于所使用的系统：补0的称为“逻辑右移”，补1的称为“算术右移”。例如，20 2=5。,20

11、23/11/7,18,说明：（1）x、y和“位数”等操作数，都只能是整型或字符型数据。除按位取反为单目运算符外，其余均为双目运算符。（2）参与运算时，操作数x和y，都必须首先转换成二进制形式，然后再执行相应的按位运算。例如，5 2=5：10100 00101。,2023/11/7,19,12.4.2 位运算举例,例12.3 从键盘上输入1个正整数给int变量num，输出由811位构成的数（从低位、0号开始编号）。基本思路：（1）使变量num右移8位，将811位移到低4位上。（2）构造1个低4位为1、其余各位为0的整数。（3）与num进行按位与运算。main()int num,mask;prin

12、tf(Input a integer number:);scanf(%d,2023/11/7,20,说明:,(1)复合赋值位运算符 除按位取反运算外，其余5个位运算符均可与赋值运算符一起，构成复合赋值位运算符：&=、|=、=、=(2)不同长度数据间的位运算低字节对齐，短数的 高字节按最高位补齐：对无符号数和有符号中的正数，补0；有符号数中的负数，补1。,2023/11/7,21,12.4.3 位段结构 有时，存储1个信息不必占用1个字节，只需二进制的1个或多个位就够用。如果仍然使用结构类型，则造成内存空间的浪费。为此，C语言引入了位段类型。1.位段的概念与定义 所谓位段类型，是一种特殊的结构类

13、型，其所有成员均以二进制位为单位定义长度，并称成员为位段。位段结构中位段的定义格式为：unsigned:例如，CPU的状态寄存器，按位段类型定义如下：,2023/11/7,22,struct status unsigned sign:1;/*符号标志*/unsigned zero:1;/*零标志*/unsigned carry:1;/*进位标志*/unsigned parity:1;/*奇偶/溢出标志*/unsigned half_carry:1;/*半进位标志*/unsigned negative:1;/*减标志*/flags;显然，对CPU的状态寄存器而言，使用位段类型（仅需1个字节），比

14、使用结构类型（需要6个字节）节省了5个字节。,2023/11/7,23,2.说明（1）因为位段类型是一种结构类型，所以位段类型和位段变量的定义，以及对位段（即位段类型中的成员）的引用，均与结构类型和结构变量一样。（2）对位段赋值时，要注意取置范围。一般地说，长度为n的位段，其取值范围是：0（2n-1）。（3）可以用%d、%x、%u和%o等格式字符，以整数形式输出位段。（4）在数值表达式中引用位段时，系统自动将位段转换为整型数。,2023/11/7,24,12.5 枚举类型,如果一个变量只有几种可能的值，可以定义为枚举类型。“枚举”：将变量可能的值一一列举出来。变量的值只能取列举出来的值之一。枚

15、举类型的定义 枚举类型定义用关键字enum标识，形式为：enum 枚举名标识符=整常数，枚举变量名；枚举元素（非一般意义上的常量，也不是变量，而只是一个符号）,只能是标识符，而不能是字符常量或符号常量，标识符代表什么含义，完全由程序员决定。数据枚举的顺序规定了枚举数据的序号，从0开始，依次递增。,2023/11/7,25,(1)定义枚举类型status，包含复制与删除两种状态：enum statuscopy，delete；枚举类型status仅有两个数据，一个是copy，一个是delete，序号为0、1，代表复制与删除。(2)定义枚举类型color，包含红、黄、蓝、白、黑五种颜色：enum c

16、olor red，yellow，blue，white，black；枚举类型color有red、yellow、blue、white、black五个数据，序号为0、1、2、3、4，代表红、黄、蓝、白、黑五种颜色。在定义枚举类型时，程序员可在枚举数据时通过“=”号自己规定序号，并影响后面的枚举数据的序号，后继序号以此递增。例如:enum statucopy=6，delete；则copy的序号为6，delete的序号为7。,2023/11/7,26,2.枚举类型变量的定义,(1)先定义枚举类型，再定义枚举类型变量：enum 标识符 枚举数据表；enum 标识符 变量表；例如:enum color re

17、d,yellow,blue,white,black；enum color c1，c2；(2)在定义枚举类型的同时定义枚举类型变量：enum 标识符 枚举数据表 变量表；例如:enum color red,yellow,blue,white,black c1,c2；,2023/11/7,27,(3)直接定义枚举类型变量：enum 枚举数据表 变量表；enum red,yellow,blue,white,black c1,c2；说明：(1)枚举元素是常量,不是变量。在中按定义的顺序取值0、1、.例：c1=yellow;printf(%d,c1);输出整数1。(2)枚举类型变量可以进行赋值运算。枚举

18、类型是有序类型，枚举类型数据还可以进行关系运算。枚举类型数据的比较转化成对序号进行比较，只有同一种枚举类型的数据才能进行比较。如：if(c1=c2)printf(“n%s”,”The color is same”);if(c1=red)printf(“n%s”,”red”);,2023/11/7,28,12.6 类型定义 除了可以直接使用C提供的标准类型名（如int,char,float)和自己声明的结构体、共用体、指针、枚举类型外，还可以用typedef声明新的类型名来代替已有的类型名。如：(1)typedef int integer;指定用integer代替int类型，这样integer

19、j,k;等价于 int j,k;(2)typedef int arr5;指定用arr代替一个包含5个整数的整型数组，这样arr a，b;等价于int a5,b5;,2023/11/7,29,(3)typedef struct node long num;char name10;struct node*next;node,*link;,指定用node代替上述结构体类型，用link代替结构体指针类型，这样node stu1,stu2;等价于struct node stu1,stu2;而link p,q;等价于struct node*p,*q；或 node*p,*q;,2023/11/7,30,归纳

20、起来，声明一个新的类型名的方法是先按定义变量的方法写出定义体(如:int j;)。将变量名换成新类型名(如：将j换成integer)。在最前面加typedef(如：typedef int integer;)。然后可以用新类型名去定义变量。再以定义上述的数组类型为例来说明：先按定义数组变量形式书写：int a10;将变量名a换成自己指定的类型名：int arr10;在前面加上typedef，得到typedef int arr10;用来定义变量：arr a；,2023/11/7,31,关于typedef的说明：用typedef可以声明各种类型名，但不能用来定义变量。用typedef只是对已经存在的类型增加一个类型名，而没有创造新的类型。typedef与#define有相似之处，如：typedef int integer;#define integer int;两者的作用都是用integer 代表int。,