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    430编程C语言常识(IAR)之结构体与联合体

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    430编程C语言常识(IAR)之结构体与联合体

    帖子 由 Admin 于 2013-09-14, 12:05 pm

    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:struct AA{ int a; int b;}; //结构体的声明和定义
      struct AA s1; //变量的声明和定义
      s1.a=3; //变量的使用:
      复制代码1.2 在声明结构体的同时定义变量:struct AA{int a; int b}s2={1, 2}; //此处AA为可选项,初始化部分为可选
      s2.a=5; //变量的使用
      复制代码1.3 使用 typedef 来简化struct的类型说明:typedef struct AA{int a; int b;}SAA;
      SAA s3, s4; //变量的声明和定义
      s3.a=8; //变量的使用
      复制代码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)struct v{
      union{ //匿名联合体
      struct {int i, j;}; //匿名结构体
      struct {long k, l;}w;
      };
      int m;
      }v1;
      v1.i=2; //合法,匿名结构体的成员被直接使用
      v1.k=3;//非法,有名字的结构体需要引用他的名字,如下
      v1.w.k=5; //合法
      复制代码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:
      __no_init volatile union
      {
      unsigned short SFRIE1; /* Interrupt Enable 1 */
      struct
      {
      unsigned short WDTIE : 1; /* WDT Interrupt Enable */
      unsigned short OFIE : 1; /* Osc Fault Enable */
      unsigned short : 1;
      unsigned short VMAIE : 1; /* Vacant Memory Interrupt Enable */
      unsigned short NMIIE : 1; /* NMI Interrupt Enable */
      unsigned short ACCVIE : 1; /* Flash Access Violation Interrupt Enable */
      unsigned short JMBINIE : 1; /* JTAG Mail Box input Interrupt Enable */
      unsigned short JMBOUTIE : 1; /* JTAG Mail Box output Interrupt Enable */
      }SFRIE1_bit;
      } @0x0100;
      复制代码说明:[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:union {
      unsigned int num;
      struct {
      unsigned char nLow;
      unsigned char nHigh;
      };
      };
      复制代码或者union {
      unsigned int num;
      struct {
      unsigned int nLow :8;
      unsigned int nHigh :8;
      };
      };
      int a = num;
      int b = nLow;
      int c = nHigh;
      复制代码非常好的解决方案,只占用一个整数的空间,可以对高8位、低8位、整个16位引用而不需要计算。
      (3) 联合体中的位域(补充)union {
      unsigned int z;
      unsigned int z1 : 1;
      unsigned int z2 : 2;
      unsigned int z3 : 3;
      unsigned int z4 : 4;
      };
      z = 0xFFFF;
      a = z1;
      b = z2;
      c = z3;
      复制代码结果:a = 1, b = 3, c = 7;
      (4)结构体中的位域长度0 (补充)union ZZ{
      unsigned int z1 : 1;
      unsigned int z2 : 1;
      unsigned int z3 : 1;
      unsigned int z4 : 1;
      unsigned int : 0;
      unsigned int z6 : 1;
      }zz;
      复制代码长度为0的位域是通知编译器不要在以前的单元上分配位域了,代表着一个单元的位域分配结束,这个长度为0的位域不能有名字。以后的位域分配要新开辟一个单元。
      以上的例子中,z1, z2, z3, z4共用一个unsigned int中的4个bit,z6单独使用一个unsigned int; 此结构体共占用两个unsigned int空间


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