【C语言常识】结构体与联合体

た入场券 2022-07-12 23:54 330阅读 0赞

# 结构体与联合体是C语言的常见数据类型，可对C的基本数据类型进行组合使之能表示复杂的数据结构，意义深远，是优异代码的必备工具。 #

一． struct与 union的基本用法，在语法上union与struct相同，因此只以struct为例  
1.1 基本用法：

1. struct AA\{ int a; int b;\}; //结构体的声明和定义

2. struct AA s1; //变量的声明和定义

3. s1.a=3; //变量的使用：

1.2 在声明结构体的同时定义变量：

1. struct AA\{int a; int b\}s2=\{1, 2\}; //此处AA为可选项，初始化部分为可选

2. s2.a=5; //变量的使用

1.3 使用 typedef来简化struct的类型说明：

1. typedef struct AA\{int a; int b;\}SAA;

2. SAA s3, s4; //变量的声明和定义

3. s3.a=8; //变量的使用

1.4 使用时尤其注意后面的分号，必不可少；  
二． struct与 union的区别  
2.1 struct中的成员是按顺序依次排列，互相独立，在排列时引入了对齐问题（2.2）；而union中的成员共用一块内存，起始地址都是相同的，即union中的成员是对同一地址的多个引用、对同一地址的多种表达方法。  
2.2 struct的对齐问题  
对齐问题即struct中每个成员起始地址的分配。为了可以快速访问到每个成员，（以EW430为例）编译器根据成员的类型放到合适的地址上，默认为2字节对齐。如：  
Struct AA\{char c; int d;\}aa;  
假设aa被分配在地址N上，并且N为偶数，则aa.c的地址为N，aa.d的地址为N+2，而N+1地址未使用被浪费了。  
对齐字节大小的指定：通过\#pragma pack(n)来指定对齐字节的大小，n为某些常量（EW430中可取1,2,4,8,16），指定以n字节对齐。通常使用编译器默认的对齐大小最为适宜。如果指定对齐大小为1字节对齐，以上面的结构体变量aa为例，aa.c地址为N，aa.d地址为N+1,是个奇数地址，因为430在奇数地址只能读取一个字节，因此要访问d成员需要读取两次才能完成，后果是代码变长、速度变慢。  
三．匿名结构体与联合体  
匿名结构体和联合体，即没有名字的结构体或者联合体，这种结构体（或联合体）无法通过.与\->操作符引用（因为它所属的结构体或联合体没有名字，无法应用），而像暴露在外面一样，与外层作用域相同，可直接使用。  
3.1 C标准中提及的匿名结构体和联合体（草稿原文引用）（C标准中提及的匿名结构（联合）体应该只适用于有名结构体（联合）中的匿名结构（联合）体成员）

1. struct v\{

2.  union\{//匿名联合体

3.  struct \{int i, j;\}; //匿名结构体

4.  struct \{long k, l;\}w;

5.  \};

6.  int m;

7. \}v1;

8. v1.i=2; //合法，匿名结构体的成员被直接使用

9. v1.k=3;//非法，有名字的结构体需要引用他的名字，如下

10.v1.w.k=5; //合法

**3.2 IAR中的匿名结构体和联合体**  
IAR中的匿名结构体和联合体可以具有全局作用域，因此结构体或联合体中的成员可以作为全局变量使用，但却兼具结构体或者联合体的属性。  
**（1） IO430.h系列头文件的寄存器声明方式：**  
如：

1. \_\_no\_init volatile union

2. \{

3.  unsigned shortSFRIE1; /\* Interrupt Enable 1 \*/

5.  struct

6.  \{

7.  unsigned shortWDTIE : 1; /\* WDT InterruptEnable \*/

8.  unsigned shortOFIE : 1; /\* Osc FaultEnable \*/

9.  unsigned short : 1;

10. unsigned shortVMAIE : 1; /\* Vacant MemoryInterrupt Enable \*/

11. unsigned shortNMIIE : 1; /\* NMI InterruptEnable \*/

12. unsigned shortACCVIE : 1; /\* Flash Access ViolationInterrupt Enable \*/

13. unsigned shortJMBINIE : 1; /\* JTAG Mail Box inputInterrupt Enable \*/

14. unsigned shortJMBOUTIE : 1; /\* JTAG Mail Box outputInterrupt Enable \*/

15. \}SFRIE1\_bit;

16.\} @0x0100;

说明：\[1\]. SFRIE1和SFRIE1\_bit具有全局变量的性质，可以直接被引用。  
\[2\]. SFRIE1和SFRIE1\_bit在同一联合体中，根据联合体的性质，他们共享同一地址，即对同一寄存器不同访问方式，SFRIE1对整个寄存器操作，SFRIE1\_bit可对某位操作，如：  
SFRIE1 |= 0x0001;和SFRIE1\_bit.WDTIE = 1;具有相同效果。  
\[3\]. 冒号（：）与整数称之为位域，使用位域表达的变量使用同一数据中的不同位，并按顺序排列。整数表示这个变量占用多少位。没有名字的位域不能被引用到，一般用来保留未使用到的位(占位作用)。  
**(2) 在应用程序中也可以使用此特性来实现一些功能。**  
记得某位网友曾提出过这样的问题，要高效的使用一个整数的高8位和低8位，则可以用如下代码解决：

1. union \{

2.  unsignedint num;

3.  struct \{

4.  unsigned char nLow;

5.  unsigned char nHigh;

6.  \};

7. \};

或者

1. union \{

2.  unsignedint num;

3.  struct \{

4.  unsigned int nLow :8;