C语言【自定义数据类型、typedef、动态内存分配】
C语言【自定义数据类型、typedef、动态内存分配】
一、自定义数据类型。
关于下面讲到的所有自定义数据类型（enum、struct、union），有一点要说的是：定义类型不是声明变量，做这步操作时不分配内存，也不能在定义类型时赋值（枚举那个不是赋值，是做一个限定，赋值时赋限定之外的值也不报错。）。
1、typedef （给类型起别名的关键字）
// C语言中给数据类型起别名的同时不能声明变量。
// 一个错误的示范：// typedef int Integer i; // 不能在这里声明i。自定义数据类型同理。
// 给指针类型起别名
typedef int* intptr;
typedef char* String;
// 给数组类型起别名
typedef int fiveInts[5]; // 有一丢丢不一样
// 使用数组类型的别名声明变量并初始化
fiveInts a = {1, 2, 3, 4, 5}; // 记一点，这种大括号形式的初始化只能声明变量时这样使用，否则报错。前面有记错的地方记得改正。
// 给数组指针类型起别名
typedef int (* IntArrayPointer)[5];
// 数组指针类型的使用
int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
IntArrayPointer p = &a;
2、枚举
可以看作是一个限定取离散值范围的类型。
枚举类型的定义。这个类型一般定义为全大写，因为里面的元素全都是常量。
// 定义枚举类型。
enum WEEKDAY{
MON, // 默认为0
TUE, // 上面是0，这个默认就是1；如果上面定义了2，这个就是3
WED,
THU = 5, // 告知 THU为5
FRI,
SAT = 1, // 可与上面的重复，但不建议。 不可为浮点数。
SUN
};
// 使用上面定义的枚举类型。声明并赋值。
void main(){
// enum WEEKDAY 是类型； wd是变量名； 值可以是枚举类型之外的数，比如100，但不建议。
enum WEEKDAY wd = TUE;
}
// 隐式定义枚举并声明出变量。
enum {
// 不管是不是隐式定义，这个大括号中不能没有内容，否则报错。
A,
B
} day;
枚举没有特殊的遍历方法，也就是说枚举的元素如果值是错乱的，一般就无法完成遍历了。
// 枚举变量的内存大小
// 用上面定义的枚举实验。一个枚举变量就是一个元素的值，整型为4。
// 定义枚举时不分配空间。声明变量时，那个变量存的就是枚举中的一个元素。想一想java中的枚举类。
sizeof(enum WEEKDAY); // 4
// 枚举与switch...case的搭配。
switch(wd){ // 借用上面声明的wd变量
case MON:
// ...
break;
case TUE:
// ...
break;
// ...
default:
// ...
break;
}
3、结构体
// 结构体类型的定义
struct Student{
int id;
int age;
// char arr[]; // 会报错
char *name; // 直接赋字符串字面值可以，字面值也算是有过空间分配。如果拿它接收个用户输入就会报错。直接指向有空间的值当然也没问题。
};
// 使用
void main(){
struct Student stu1;
stu1.id = 1001;
// stu1[0] = 1002; // 没有这种写法的。
}
// 结构体指针-----指向结构体类型变量的指针
struct Struct *ptr = &stu1; // 这个结构体类型上面定义了。stu1上面声明了。
// 结构体指针的使用
(*ptr).id = 1003;
ptr->id = 1004;
结构体中关于空间有一个对齐的问题。两点要求：1、结构体中某一成员的起始地址为该成员所占字节的整数倍；2、结构体整个空间大小要求为其中最大成员的整数倍。
4、共用体
共用体内的成员共同使用同一段空间。
共用体所占内存空间为其内部成员中最大的那个空间。
应用场景：根据条件在字段内定义不同类型的值。
// 共用体类型定义
union Score{
int score1;
double score 2;
}
// 使用
union Score a; // 声明变量
union Score b = {.score2 = 1}; // 声明变量并赋值。
a.score1 = 10; // 赋值
5、手动动态分配内存
内存的自动动态分配是系统在栈空间完成的。
*void ** ：C99允许定义一个类型为void的指针变量。这个(void*)类型的指针变量可以指向一块地址，但是这个指针变量除了输出首地址外，其余操作均无意义，这个指针变量的++操作移动一个地址，即1Byte。 这个指针变量可以强转为任何指针类型（如强转为int，就可以一次移动4Byte）, 也可以被任何指针强转成这个指针类型。 下面的几个手动动态分配内存的函数返回值都为void * , 可以强转为自己需要的指针类型，即使你需要char * 也建议转过去，而不是用void *。
以下是一些在堆空间手动分配内存的几个函数及其使用。需要引入头文件 <stdlib.h>
// malloc函数
// 内存分配成功返回一个void*，指针指向新分配内存的起始地址；分配失败返回NULL
void * malloc(size_t size);
// malloc函数的使用
int *p = NULL;
if(p==NULL){
p = (int *) malloc(sizeof(int)); // 分配一个int类型的空间
}
*p = 100; // 给分配的这个int赋值
free(p); // 释放这个内存
我们可以通过指针修改const声明的常量的值。但是const这种常量根本就不能作为数组的长度。
如果想使用变量指定数组长度，除了动态分配我想不出别的方法。
// maloc实现数组的动态分配
int n = 5;
int *p = (int *) malloc(n*sizeof(int));
p[0] = 10; // 因为转成的(int*)类型，所以p[0]即前四个Byte所表示的数组，可赋值或修改。
// calloc函数 (自带初始化为0的功能)
// 第一个参数为要分配的元素个数，第二个参数为要分配给每个元素的字节数。
void * calloc(size_t numElements, size_t sizeofElement);
// calloc函数的使用
int *p = (int *) calloc(5, sizeof(int)); // 给p指针分配了5个int堆内存
free(p); //释放
// realloc函数
// 第一个参数是要重新分配堆内存的指针，第二个参数是新分配内存的大小。
// 返回一个指向重新分配内存块的指针，即free后重新分配
void * realloc(void *ptr, size_t size);
// realloc函数的使用
int *p = (int *) malloc(5*sizeof(int));
p = realloc(p, 5*sizeof(int));
free(p);
在全局声明的指针，不能再全局分配内存。
给指针动态分配好内存后，它的初始值是随机的。
calloc函数有初始化0的功能。