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第一章：枚举（⭐）
1.1 回顾 C 语言中的变量
- C 语言中的变量，按照
数据类型划分，如下所示：
Note
构造类型也会被人称为自定义数据类型！！！
- C 语言中的变量，按照
声明位置划分，如下所示：
- C 语言中的变量，按照
存储方式分类，如下所示：
1.2 什么是枚举？
-
在实际生活中，我们经常会遇到一些数据的值是有限的，如：
星期：Monday (星期一)、......、Sunday (星期天)。
-
性别：Man (男)、Woman (女)。 -
季节：Spring (春节)......Winter (冬天)。 -
支付方式：Cash（现金）、WeChatPay（微信）、Alipay (支付宝)、BankCard (银 行卡)、CreditCard (信用卡)。 -
就职状态：Busy、Free、Vocation、Dimission。 -
订单状态：Nonpayment（未付款）、Paid（已付款）、Delivered（已发货）、 Return（退货）、Checked（已确认）Fulfilled（已配货）。 -
...
-
类似上述的场景，我们就可以使用 C 语言提供的一种
构造类型---枚举（Enumeration） ，其用于定义一组相关的整型常量。它提供了一种更具可读性和可维护性的方式来定义常量集合。
1.3 定义枚举
- 语法：
enum 枚举类型 {
枚举元素1, // 枚举常量1
枚举元素2, // 枚举常量2
...
}
Note
枚举元素也称为枚举成员或枚举常量，具有如下的特点：
- ① 枚举元素的值必须在同一枚举中是唯一的。
- ② 枚举元素的值必须是整数类型，通常是 int 。
- ③ 如果没有为枚举元素指定值，编译器会自动为它们进行分配，从 0 开始，自动递增。
- ④ 定义枚举的时候，也可以为枚举元素自定义值，但是需要保证唯一性和整数类型。
Important
CLion 中
选中枚举元素并使用快捷键Ctrl + Q，或将鼠标悬浮在枚举元素上，就会自动显示枚举元素对应的值，如下所示：
- 示例：每个枚举常量的值默认为从 0 开始递增的整数
#include <stdio.h>
/**
* 定义枚举
*/
enum Color {
RED, // 0
GREEN, // 1
BLUE // 2
};
int main() {
// 禁用 stdout 缓冲区
setbuf(stdout, nullptr);
return 0;
}
- 示例：定义带有显式值的枚举，如果给定一个常量的值，后续的常量会依次递增
#include <stdio.h>
/**
* 定义枚举
*/
enum Color {
RED = 1,
GREEN, // 2
BLUE // 3
};
int main() {
// 禁用 stdout 缓冲区
setbuf(stdout, nullptr);
enum Color color = GREEN;
printf("color = %d\n", color);
return 0;
}
1.4 枚举变量
1.4.1 概述
- 定义变量时所指定的类型是我们自定义的枚举类型，那么该变量就称为枚举变量。
1.4.2 定义枚举变量
- 可以使用定义好的枚举类型来声明枚举变量。
- 语法：
enum 枚举名 变量名;
- 示例：
#include <stdio.h>
/**
* 定义枚举
*/
enum Color {
RED = 1,
GREEN,
BLUE
};
int main() {
// 禁用 stdout 缓冲区
setbuf(stdout, nullptr);
// 定义枚举变量
enum Color color ; // [!code highlight]
return 0;
}
1.4.2 给枚举变量赋值
- 枚举变量的值应该是枚举类型中的任意一个枚举元素（没有常量），不能是其他的值。
- 语法：
枚举变量 = 枚举常量;
- 示例：
#include <stdio.h>
/**
* 定义枚举
*/
enum Color {
RED = 1,
GREEN,
BLUE
};
int main() {
// 禁用 stdout 缓冲区
setbuf(stdout, nullptr);
// 给枚举变量赋值
enum Color color = BLUE; // [!code highlight]
printf("color = %d\n", color);
return 0;
}
1.5 枚举的本质到底是什么？
-
尽管枚举的定义语法看起来像一种新类型，但它的底层实际上是一个整型（通常是
int类型）。C 语言并不强制要求枚举使用特定的整型类型，但编译器通常会选择使用int来表示枚举。 -
在 C 语言中，枚举类型和整数类型是兼容的。你可以在需要整数的地方使用枚举值，也可以将枚举值赋给整型变量。这是因为枚举成员在编译时就被替换为其对应的整数值。
-
示例：
#include <stdio.h>
/**
* 定义枚举
*/
enum Color {
RED = 1,
GREEN, // 2
BLUE // 3
};
int main() {
// 禁用 stdout 缓冲区
setbuf(stdout, nullptr);
enum Color color = 0;
printf("sizeof(color) = %zu \n", sizeof(color)); // sizeof(color) = 4
printf("sizeof(RED) = %zu \n", sizeof(RED)); // sizeof(RED) = 4
printf("sizeof(GREEN) = %zu \n", sizeof(GREEN)); // sizeof(GREEN) = 4
printf("sizeof(BLUE) = %zu \n", sizeof(GREEN)); // sizeof(BLUE) = 4
printf("sizeof(int) = %zu \n", sizeof(int)); // sizeof(int) = 4
return 0;
}
1.6 应用示例
-
如果枚举常量的值是连续的，我们可以使用循环遍历；如果枚举常量的值不是连续的，则无法遍历。
-
示例：
#include <stdio.h>
// 定义枚举类型
enum Weekday {
MONDAY = 1,
TUESDAY,
WEDNESDAY,
THURSDAY,
FRIDAY,
SATURDAY,
SUNDAY
};
int main() {
// 定义枚举变量
enum Weekday day;
// 使用循环遍历出所有的枚举常量
for (day = MONDAY; day <= SUNDAY; day++) {
printf("%d \n", day);
}
return 0;
}
1.7 应用示例
-
枚举变量通常用于控制语句中，如：switch 语句。
-
示例：
#include <stdio.h>
/**
* 定义枚举
*/
enum Color {
RED = 1,
GREEN, // 2
BLUE // 3
};
int main() {
// 禁用 stdout 缓冲区
setbuf(stdout, nullptr);
enum Color color;
printf("请输入颜色(1-3)：");
scanf("%d", &color);
switch (color) {
case RED:
printf("红色\n");
break;
case GREEN:
printf("绿色\n");
break;
case BLUE:
printf("蓝色\n");
break;
default:
printf("输入错误\n");
break;
}
return 0;
}
第二章：结构体（⭐）
在C语言、C++等编程语言中，结构体（struct）是一种用户自定义的数据类型，可以包含不同类型的数据字段。结构体的目的是将多个不同类型的数据组合在一起形成一个整体。结构体中可以包含以下数据类型：
-
基本数据类型：
- 整型 (
int,short,long,unsigned int,unsigned long等) - 浮点型 (
float,double) - 字符型 (
char) - 布尔类型 (
bool，通常在C++中使用)
- 整型 (
-
指针类型：
- 指向特定数据类型的指针（如
int*,char*等） - 函数指针（如
int (*funcPtr)(int, int)）
- 指向特定数据类型的指针（如
-
数组类型：
- 定长数组（如
int arr[10],char str[50]） - 字符串数组（C语言中的字符数组用于存储字符串）
- 定长数组（如
-
枚举类型：
- 枚举类型（如
enum day {SUN, MON, TUE}）
- 枚举类型（如
-
结构体类型：
- 可以包含其他结构体作为成员（称为嵌套结构体）
- 结构体指针
-
联合体类型（union）：
- 可以包含联合体（
union），用于多个成员共享同一块内存。
- 可以包含联合体（
-
位域（Bit fields）：
- 在C语言中，结构体中可以使用位域来精确控制字段占用的比特位。
示例代码：
#include <stdio.h>
// 定义结构体
struct Person {
char name[50]; // 字符数组
int age; // 整型
float height; // 浮点型
struct Address { // 嵌套结构体
char city[50];
int zipCode;
} address;
};
int main() {
// 创建结构体变量
struct Person person1 = {"Alice", 30, 5.6, {"New York", 10001}};
// 访问结构体成员
printf("Name: %s\n", person1.name);
printf("Age: %d\n", person1.age);
printf("Height: %.1f\n", person1.height);
printf("City: %s\n", person1.address.city);
return 0;
}
结构体是灵活且强大的工具，允许我们将各种类型的数据组合在一起，便于代码管理与逻辑抽象。
结构体不能直接包含自己作为成员，这是因为这样会导致无限递归定义，结构体的大小无法确定，编译器无法正确分配内存。
原因详解：
-
内存分配问题： 假设你定义一个结构体
struct A，其中包含一个类型为struct A的成员：struct A { int data; struct A self; // 错误，结构体不能包含自己 };编译器会试图计算结构体
A的大小，但是因为A中包含另一个A，这个A中又包含另一个A，这种嵌套会无限递归下去。编译器无法确定最终的大小，因为这个定义永远不会结束。 -
逻辑上的循环： 如果结构体包含自己，这意味着每个结构体实例会包含另一个结构体实例，后者又包含另一个结构体实例，导致逻辑上的循环引用。这是不可能实现的，因为系统的内存和逻辑不能支持这种无穷递归。
可行的解决方案：
虽然不能直接包含自己，但是可以通过指针来引用自身。指针有固定的大小（通常是4字节或8字节，取决于系统架构），因此不会造成上述的无限递归问题。
示例：通过指针包含自身
#include <stdio.h>
// 定义结构体
struct Node {
int data;
struct Node* next; // 使用指针引用自己
};
int main() {
// 创建结构体节点
struct Node node1;
struct Node node2;
// 初始化数据
node1.data = 1;
node2.data = 2;
// 链接节点
node1.next = &node2;
node2.next = NULL; // 最后一个节点的 next 指针为 NULL
// 访问节点
printf("Node 1 data: %d\n", node1.data);
printf("Node 2 data: %d\n", node1.next->data);
return 0;
}
在这个例子中，struct Node中包含了一个指向同类型结构体的指针next，这样可以形成链表等数据结构。通过使用指针，避免了无限递归定义，并且能达到引用自身的目的。
总结：
- 结构体不能直接包含自身作为成员，因为会导致编译器无法确定结构体的大小，产生无限递归。
- 可以通过使用指针来实现结构体引用自身的需求。