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位結構

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C/C++中的struct位结构详解
2007年10月10日 星期三 下午 2:52

从问题开始

#include 
void main()
{
    union
    {
        struct
        {
            unsigned short s1 : 3;
            unsigned short s2 : 3;
            unsigned short s3 : 3;
        }x;
        char c;
    }v;

    v.c=100;

    printf("%d\n",v.x.s3);

} 

問題 : A:4 B:0 C:3 D:6

答案是A

但我在TURBO C中运行答案是1请问 是因为TURBO C 版本在原因而运行结果不一样吗?

我用在TURBO C V2.0版本,能解释一下为甚么是4或1? 

而v.x.s1和v.x.s2的 值 在TURBO C V2.0版本运行的结果是4? 其中unsigned short s1:3; 中的“:”又是什么意思?

sizeof(v) = 4 ?

-----------------------------


位結構介紹 
位结构是一种特殊的结构, 在需按位访问一个字节或字的多个位时, 位结构比按位运算符更加方便。位结构定义的一般形式为:


struct位结构名{ 
    数据类型 变量名: 整型常数; 
    数据类型 变量名: 整型常数; 
} 位结构变量;


其中: 数据类型必须是int(unsigned或signed)。 整型常数必须是非负的整数, 范围是0~15, 表示二进制位的个数, 即表示有多少位。变量名是选择项, 可以不命名, 这样规定是为了排列需要。


例如: 下面定义了一个位结构。 
struct{ 

unsigned incon   : 8;     /*  incon    占用低字节的0~7     共8位     */ 
       unsigned txcolor : 4;     /*  txcolor   占用高字节的0~3位 共4位     */ 
       unsigned bgcolor: 3;     /*  bgcolor 占用高字节的4~6位 共3位     */ 
       unsigned blink    : 1;     /*  blink      占用高字节的第7位                */ 
}ch; 
位结构成员的访问与结构成员的访问相同。 
例如: 访问上例位结构中的bgcolor成员可写成: 
ch.bgcolor

注意: 
1. 位结构中的成员可以定义为unsigned, 也可定义为signed, 但当成员长度为1时, 会被认为是unsigned类型。因为单个位不可能具有符号。 
2. 位结构中的成员不能使用数组和指针, 但位结构变量可以是数组(array)和指针(pointer), 如果是指针, 其成员访问方式同结构指针。 
3. 位结构总长度(位数), 是各个位成员定义的位数之和, 可以超过两个字节。 
4. 位结构成员可以与其它结构成员一起使用。 
例如: 
struct info{ 
    char name[8]; 
    int age; 
    struct addr address; 
    float pay; 
    unsigned state : 1; 
    unsigned pay   :  1; 
}workers;' 
上例的结构定义了关于一个工从的信息。其中有两个位结构成员, 每个位结构成员只有一位, 因此只占一个字节但保存了两个信息, 该字节中第一位表示工人的状态, 第二位表示工资是否已发放。由此可见使用位结构可以节省存贮空间。


问题的解答


结构struct x,有三个成员s1,s2,s3每一个成员占3 bit,结构与char c union ;
char 一般机器占一个字节(8 bit ,100 二进制值为:01100100, 
所以

s1后三bit        ( 6,7,8 bit) = 100,

s2为中间三位  (3,4,5 bit) =  100 

s3为                  (1 2   bit) =  01,     所以printf("%d\n",v.x.s3)是1,其它是4。现在大多数系统都是将低字位放在前面,而结构体中位域的申明一般是先声明高位。


100 的二进制是 001 100 100

低位在前 高位在后

001----s3

100----s2

100----s1

所以结果应该是 1

如果先申明的在低位则:

001----s1

100----s2

100----s3

结果是 4

 Question:    其中unsigned short s1:3; 中的“:”又是什么意思?
 Answer  :     
指定位段, 3代表预定s1占3bit.

为什么是 sizeof(x) = 4 Byte?
struct
{
    unsigned short s1:3; // 1byte. 虽然预定为3bit,但系统的存储空间为至少一字节.
    unsigned short s2:3; // 1byte
    unsigned short s3:3; // 1byte
}x;
这样在联合union中最大的成员为三个字节,而最终结果为了内存对齐(对齐为4的倍数).取为4byte.


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http://archerworks.blogspot.tw/2010/07/cstruct.html

之前在trace強者學長們寫的C code時,一直對某種struct initialization的方法很感興趣,卻不知道該如何使用。稍微研究一下終於有了小小心得,在此筆記一下。

假設有一個student的結構定義如下:

typedef struct student{
  char name[50];
  int studentNo;
  int age;
}student;


按照一般教科書上的寫法,初始化的方式是先宣告一個struct student的變數,然後再用點(dot)運算子去存取內部成員並賦值,例如:

struct student st1;
st1.name = "Peter";
st1.studentNo = 1234;
st1.age = 18;


但是進階的初始化方法卻是宣告直接再以點(dot)運算子賦值,例如:

student st1={
  .name = "Peter",
  .age = 18,
  .studentNo = 1234
};


原來點運算子就可以等同struct內的成員,多個成員則用(,)來分開,類似陣列(array)的宣告方法,不同的是,他賦值的順序是可以不用按照struct定義內的先後順序的!

說到陣列(array),他的宣告也是有幾種神奇的方法。
例如:

int a[7] = { [4]=29, 33, [2]=15 };
相當於
int a[7] = { 0, 0, 15, 0, 29, 33, 0 };

可以用[index]= value 的方法指定給特定的元素,沒有指派的值就是0這樣。

結合上面struct的用法,也可以一併使用combo連續技,例如:

student st2[5]={
  [3]={
      .name = "Titus",
      .age = 22,
      .studentNo = 1041 },
  [2]={
      .studentNo = 1042
      .age = 23,
      .name = "Stephen", },
}

[index]= 可以不必按照順序,裡頭的成員也不必按照順序,其餘沒指派的元素會自動初始化為0。


當然也可以將一連串連續的元素賦予相同的值,例如:

int a[]= { [0 ... 9]=1, [20 ... 99]=2, [100] =3};


其實這些進階的寫法有什麼實際的好處我也還沒參透(難道是這樣「看起來」有比較OO嗎?哈哈),但至少能看懂這些,以後再看別人的code有用這種語法時就不會再覺得好古怪好神奇了。這些小東西看在用JAVA或C#的人可能不值一提,不過我在這古老而傳統的C語言上能看見這些寫法,仍是感到十分特別又有趣的,所以說,C語言也是會與時俱進的!C語言好棒阿!(這種將C變成既簡潔又充滿彈性的極致語言我看就是Ruby了吧!哈哈!)

PS:以上應該都是使用革奴牌(GNU gcc)的延伸C語法,而不是標準的C語法,如果你是在非GNU gcc的compiler上要特別注意這種寫法是否能夠使用囉!

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http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_186957.HTM

转自:匠人百宝箱

C语言,结构体(struct) 用法

结构(struct)

结构是由基本数据类型构成的、并用一个标识符来命名的各种变量的组合。结构中可以使用不同的数据类型。

1. 结构说明和结构变量定义

在Turbo C中, 结构也是一种数据类型, 可以使用结构变量, 因此, 象其它类型的变量一样, 在使用结构变量时要先对其定义。

定义结构变量的一般格式为:

struct 结构名

{

    类型 变量名;

    类型 变量名;

    ...

} 结构变量;

结构名是结构的标识符不是变量名。类型为第二节中所讲述的五种数据类型(整型、浮点型、字符型、指针型和无值型)。构成结构的每一个类型变量称为结构成员, 它象数组的元素一样, 但数组中元素是以下标来访问的, 而结构是按变量名字来访问成员的。

下面举一个例子来说明怎样定义结构变量。

struct string

{

    char name[8];

    int age;

    char sex[2];

    char depart[20];

    float wage1, wage2, wage3, wage4, wage5;

} person;

这个例子定义了一个结构名为string的结构变量person, 如果省略变量名person, 则变成对结构的说明。用已说明的结构名也可定义结构变量。

这样定义时上例变成:

struct string

{

    char name[8];

    int age;

    char sex[2];

    char depart[20];

    float wage1, wage2, wage3, wage4, wage5;

};

struct string person;

如果需要定义多个具有相同形式的结构变量时用这种方法比较方便, 它先作结构说明, 再用结构名来定义变量。

例如:

struct string Tianyr, Liuqi, ...;

如果省略结构名, 则称之为无名结构, 这种情况常常出现在函数内部, 

用这种结构时前面的例子变成:

struct

{

    char name[8];

    int age;

    char sex[2]; 

    char depart[20];

    float wage1, wage2, wage3, wage4, wage5;

} Tianyr, Liuqi;

2. 结构变量的使用

结构是一个新的数据类型, 因此结构变量也可以象其它类型的变量一样赋值、运算, 不同的是结构变量以成员作为基本变量。

结构成员的表示方式为:

结构变量.成员名

如果将"结构变量.成员名"看成一个整体, 则这个整体的数据类型与结构中该成员的数据类型相同, 这样就可象前面所讲的变量那样使用。

下面这个例子定义了一个结构变量, 其中每个成员都从键盘接收数据, 然后对结构中的浮点数求和, 并显示运算结果, 同时将数据以文本方式存入一个名为wage.dat的磁盘文件中。请注意这个例子中不同结构成员的访问。

例3:

#i nclude <stdio.h>

main()

{

struct{ /*定义一个结构变量*/

    char name[8];

    int age;

    char sex[2];

    char depart[20];

    float wage1, wage2, wage3, wage4,wage5;

}a;

FILE *fp;

float wage;

char c=’Y’;

fp="fopen"("wage.dat", "w"); /*创建一个文件只写*/

 

while(c==’Y’||c==’y’) /*判断是否继续循环*/

{

    printf("\nName:");

    scanf("%s", a.name); /*输入姓名*/

    printf("Age:");

    scanf("%d", &a.wage); /*输入年龄*/

    printf("Sex:");

    scanf("%d", a.sex);

    printf("Dept:");

    scanf("%s", a.depart);

    printf("Wage1:");

    scanf("%f", &a.wage1); /*输入工资*/

    printf("Wage2:");

    scanf("%f", &a.wage2);

    printf("Wage3:");

    scanf("%f", &a.wage3);

    printf("Wage4:");

    scanf("%f", &a.wage4);

    printf("Wage5:");

    scanf("%f", &a.wage5);

 

    wage=a.wage1+a.wage2+a.wage3+a.wage4+a.wage5;

    printf("The sum of wage is %6.2f\n", wage);/*显示结果*/

    fprintf(fp,"%10s%4d%4s%30s%10.2f\n", a.name, a.age, a.sex, a.depart, wage); /*结果写入文件*/

    

    while(1)

    {

        printf("Continue?<Y/N>");

        c="getche"();

 

        if(c==’Y’||c==’y’||c==’N’||c==’n’)

        break;

    }

}

fclose(fp);

}

3. 结构数组和结构指针

结构是一种新的数据类型, 同样可以有结构数组和结构指针。

一、结构数组

结构数组就是具有相同结构类型的变量集合。假如要定义一个班级40个同学

的姓名、性别、年龄和住址, 可以定义成一个结构数组。如下所示:

struct{

    char name[8];

    char sex[2];

    int age;

    char addr[40];

}student[40];

也可定义为:

struct string{

    char name[8];

    char sex[2];

    int age;

    char addr[40];

};

struct string student[40];

需要指出的是结构数组成员的访问是以数组元素为结构变量的, 其形式为:

结构数组元素.成员名

例如:

student[0].name

student[30].age

实际上结构数组相当于一个二维构造, 第一维是结构数组元素, 每个元素是

一个结构变量, 第二维是结构成员。

注意:

结构数组的成员也可以是数组变量。

例如:

struct a

{

    int m[3][5];

    float f;

    char s[20];

}y[4];

为了访问结构a中结构变量y[2]的这个变量, 可写成

y[2].m[1][4]

 

二、结构指针

结构指针是指向结构的指针。它由一个加在结构变量名前的"*" 操作符来定义, 

例如用前面已说明的结构定义一个结构指针如下:

 

struct string{

    char name[8];

    char sex[2];

    int age;

    char addr[40];

}*student;

 

也可省略结构指针名只作结构说明, 然后再用下面的语句定义结构指针。

struct string *student;

 

使用结构指针对结构成员的访问, 与结构变量对结构成员的访问在表达方式上有所不同。结构指针对结构成员的访问表示为:

结构指针名->结构成员

 

其中"->"是两个符号"-"和">"的组合, 好象一个箭头指向结构成员。

例如要给上面定义的结构中name和age赋值, 可以用下面语句:

 

strcpy(student->name, "Lu G.C");

student->age=18;

实际上, student->name就是(*student).name的缩写形式。

需要指出的是结构指针是指向结构的一个指针, 即结构中第一个成员的首地

址, 因此在使用之前应该对结构指针初始化, 即分配整个结构长度的字节空间,

这可用下面函数完成, 仍以上例来说明如下:

student=(struct string*)malloc(size of(struct string));

size of (struct string)自动求取string结构的字节长度,

malloc() 函数定义了一个大小为结构长度的内存区域, 然后将其诈地址作为结构指针返回。

 

注意:

1. 结构作为一种数据类型, 因此定义的结构变量或结构指针变量同样有局部变量和全程变量, 视定义的位置而定。

2. 结构变量名不是指向该结构的地址, 这与数组名的含义不同, 因此若需要求结构中第一个成员的首地址应该是&[结构变量名]。

4. 结构的复杂形式

 

一、嵌套结构

嵌套结构是指在一个结构成员中可以包括其它一个结构, Turbo C 允许这种嵌套。

例如: 下面是一个有嵌套的结构

struct string{

    char name[8];

    int age;

    struct addr address;

} student;

 

其中: addr为另一个结构的结构名, 必须要先进行, 说明, 即

struct addr{

    char city[20];

    unsigned lon zipcode;

    char tel[14];

}

 

如果要给student结构中成员address结构中的zipcode赋值, 则可写成:

student.address.zipcode=200001;

每个结构成员名从最外层直到最内层逐个被列出, 

即嵌套式结构成员的表达方式是:

 

结构变量名.嵌套结构变量名.结构成员名

 

其中: 嵌套结构可以有很多, 结构成员名为最内层结构中不是结构的成员名。

 

二、位结构

位结构是一种特殊的结构, 在需按位访问一个字节或字的多个位时, 位结构比按位运算符更加方便。

位结构定义的一般形式为:

 

struct位结构名{

    数据类型 变量名: 整型常数;

    数据类型 变量名: 整型常数;

} 位结构变量;

 

其中: 数据类型必须是int(unsigned或signed)。 整型常数必须是非负的整数, 范围是0~15, 表示二进制位的个数, 即表示有多少位。变量名是选择项, 可以不命名, 这样规定是为了排列需要。

例如: 下面定义了一个位结构。

 

struct{

    unsigned incon    : 8;     /* incon占用低字节的0~7共8位         */

    unsigned txcolor  : 4;     /* txcolor占用高字节的0~3位共4位    */

    unsigned bgcolor : 3;     /* bgcolor占用高字节的4~6位共3位   */

    unsigned blink     : 1;     /* blink占用高字节的第7位*/

}ch;

位结构成员的访问与结构成员的访问相同。

例如: 访问上例位结构中的bgcolor成员可写成:

ch.bgcolor

 

注意:

1. 位结构中的成员可以定义为unsigned, 也可定义为signed, 但当成员长度为1时, 会被认为是unsigned类型。因为单个位不可能具有符号。

2. 位结构中的成员不能使用数组和指针, 但位结构变量可以是数组和指针,如果是指针, 其成员访问方式同结构指针。

3. 位结构总长度(位数), 是各个位成员定义的位数之和, 可以超过两个字节。

4. 位结构成员可以与其它结构成员一起使用。

例如:

 

struct info{

    char name[8];

    int age;

    struct addr address;

    float pay;

    unsigned state : 1;

    unsigned pay   : 1;

}workers;’

上例的结构定义了关于一个工从的信息。其中有两个位结构成员, 每个位结构成员只有一位, 因此只占一个字节但保存了两个信息, 该字节中第一位表示工人的状态, 第二位表示工资是否已发放。由此可见使用位结构可以节省存贮空间。

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http://hi.baidu.com/cjzswust/blog/item/d1d2191f5ddc481541341711..

为了方便后面的介绍,先定义一个struct类型:
   struct User
   {
   int id; //id
   char name[100]; //user name
   char *home; //home directory
   int passwd; //password
   };
  
  
  1 初始化
  struct数据有3中初始化方法:顺序,C风格及C++风格的乱序。
  
  1)顺序
  这种方法很常见,在一般的介绍C的书中都有介绍。顺序初始化的特点是: 按照成员定义的顺序,从前到后逐个初始化;允许只初始化部分成员;在被初始化的成员之前,不能有未初始化的成员。
  eg:
   struct User oneUser = {10, "Lucy", "/home/Lucy"};
  初始化之后,oneUser各个成员的值为:
   oneUser.id = 10;
   oneUser.name = "Lucy";
   oneUser.home = "/home/Lucy";
   oneUser.passwd = 0;
  
  2)乱序(C风格)
  顺序的缺陷是必须按成员定义的顺序逐个初始化,不能间隔。而乱序的方式则很好的解决了这个问题,因为这种方式是按照成员名进行。
  eg:
   struct User oneUser = {
   .name = "Lucy",
   .id = 10,
   .home = "/home/Lucy"
   };
  
  3)乱序(C++风格)
  C++风格的乱序初始化方式跟C风格的一样,只是它更常用在C++代码里。
  eg:
   struct User oneUser = {
   name:"Lucy",
   id:10,
   home:"/home/Lucy"
   };

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