C语言之typedef，位运算

标签：typedef 定义 int unsigned C语言 位段 类型 运算

typedef

用typedef 声明新的类型名来代替已有的类型名
声明 INTEGER 为整型Typedef int INTEGER

定义整形变量

定义结构体

定义数组

定义字符型

声明 POINT 为指向函数的指针类型，该函数返回整型值typedef int (*POINT)();

用typedef可以声明各种类型名，但不能用来定义变量
使用typedef只是对已经存在的类型增加了一个类型类型而没有创建新的类型。
当不同源文件中用到同一类型数据时，常用typecf声明一些数据类型，把它们单独放在一个文件中，然后在需要用到它们的文件中用#include命令把他们包含进来

1. 类型检查

• typedef：typedef为已存在的类型定义一个新的名称（别名）。在使用这个别名时，编译器会进行类型检查，确保类型使用正确。如果类型不匹配，编译器会报错，有助于及早发现和修正错误。
• define：define是宏定义，它在预处理阶段进行简单的文本替换，不进行类型检查。因此，如果替换后的文本在类型上不匹配，编译器可能在后期才能发现错误，甚至可能引发难以追踪的bug。

2. 作用范围

• typedef：typedef定义的类型别名具有作用域限制，它只在定义它的作用域内有效。这有助于避免命名冲突，提高代码的可维护性。
• define：define定义的宏是全局的，除非在定义时使用了某种形式的作用域限制（如通过#undef取消定义）。这可能导致意外的命名冲突，特别是在大型项目中。

3. 执行时间

• typedef：typedef是在编译过程中处理的，它作为类型别名存在，不增加额外的运行时间开销。
• define：define在预处理阶段就进行了文本替换，虽然它本身不增加运行时间开销，但由于其不进行类型检查，可能导致编译后的代码中存在潜在的性能问题或错误。

4. 对指针的操作

• typedef 和 define 在定义指针类型时表现不同。使用typedef定义指针类型时，可以更清晰地表达指针的层次结构，提高代码的可读性。而使用define定义指针时，可能会因为文本替换的特性导致指针的层次结构变得模糊，增加理解和维护的难度。

5. 代码可读性和可维护性

• typedef：通过为复杂类型定义简洁的别名，typedef可以显著提高代码的可读性和可维护性。它使得代码更加简洁明了，易于理解和修改。
• define：虽然define在某些情况下（如定义常量）很有用，但它也可能导致代码的可读性和可维护性下降。特别是当宏定义变得复杂或宏之间存在相互作用时，维护起来可能会非常困难。

位运算

1.位运算符中除~以外，均为双目运算符，即要求两侧各有一个运算量。
2.运算量只能是整型或字符型的数据，不能为实型数据。

1 清零作用

2 取数中某些指定位

按位或

异或

^   运算符

取反运算符

左移运算符

右移运算符

位运算赋值运算符

循环移位

位段

位段（或称“位域”，Bit field）是C语言特有的一种数据结构，它允许开发者以位（bit）为单位来定义结构体（或共用体）中成员所占的内存长度。这种数据结构的主要目的是为了减少存储数据的位数，从而节省内存空间。下面我将以通俗易懂的方式解释位段：
1. 基本概念

    位段成员：位段的成员必须是int、unsigned int、signed int或char类型（但通常只用unsigned int和int，因为位操作通常与无符号数相关）。
    位段声明：位段的声明类似于结构体，但成员名后面会跟一个冒号（:）和一个数字，这个数字表示该成员所占的位数。
    节省空间：通过精确指定每个成员所需的位数，位段能够比传统的结构体更节省内存空间。

2. 举例说明

假设我们有一个场景，需要存储一个标志位（flag，只需要1位）、一个类型（type，需要4位）和一个索引（index，需要9位）。在传统的方法中，我们可能会这样声明：

unsigned int flag; // 实际上只用了1位，但浪费了31位  
unsigned int type; // 用了4位，但浪费了28位  

unsigned int index; // 用了9位，但浪费了23位

使用位段，我们可以这样声明：

struct packed_struct {  
    unsigned int flag : 1;  
    unsigned int type : 4;  
    unsigned int index : 9;  

};

这样，packed_struct总共只需要14位（实际上可能会因为内存对齐而占用更多字节，但原则上只需要这么多位）。
3. 注意事项

    内存对齐：位段在内存中的布局可能会受到内存对齐规则的影响，导致实际占用的空间比理论上多一些。
    跨平台问题：位段在不同平台上的表现可能会有所不同，因为不同的编译器和平台可能有不同的内存对齐和位段处理规则。
    位段长度限制：位段的长度不能大于其基础类型的长度（如int类型通常是32位，所以位段长度不能超过32）。
    无法定义位段数组：位段不支持定义数组，因为每个位段成员的大小是固定的。
    无法取地址：位段没有地址，因此不能对位段进行取地址运算。

4. 使用场景

位段通常用于需要节省内存空间的场景，如嵌入式系统、网络通信协议中的数据打包等。在这些场景中，数据的每一位都有明确的含义，使用位段可以高效地处理和存储这些数据。
5. 示例代码

#include <stdio.h>  
 
struct packed_struct {  
    unsigned int flag : 1;  
    unsigned int type : 4;  
    unsigned int index : 9;  
};  
 
int main() {  
    struct packed_struct data;  
    data.flag = 1;  
    data.type = 7;  
    data.index = 123; // 注意：如果index的值超出了9位的范围，超出的部分会被截断  
 
    // 假设有一个函数可以打印位段的值（这里仅作示意）  
    // print_bitfield(data);  
 
    return 0;  

}

在这个示例中，我们定义了一个packed_struct类型的变量data，并为其成员赋值。由于index的值123超出了9位的范围，因此只有低9位（即01111011）会被存储在index中。

标签：typedef,定义,int,unsigned,C语言,位段,类型,运算
From： https://blog.csdn.net/2302_81386929/article/details/140568977