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嵌入式开发《C语言(八:(1)2分钟搞懂“结构体”有何优势?》

gowuye 2024-04-25 04:40 11 浏览 0 评论

前面文章中讲解了C语言中常用数据类型中有数组,在实际的开发中数组也是用的比较多,那么既然数组用的比较广泛,为何还要有结构体?到底它与数组有何区别?与数组、指针和函数结合会怎么样?以及使用结构体的应用场景?带着这些问题,来阅读这篇文章。

(1)什么是结构体?

结构体就是将一组相同数据类型或者不同数据类型的数据放在一起构成的数据集合。这些类型可以是整型、字符型、浮点型、指针等。

(2)为什么需要结构体&与数组的区别?

1)我们都知道数组是将一组类型相同的数组合在一起,那么就带来一个问题,如果我要想存储不同类型的数据怎么办?数组中是相同类型的数据,不能解决这个问题。你可能会说,这好办,需要哪种类型就直接定义相应类型就行,这样确实可以解决问题。但是比较麻烦,有没有更好的方法呢?肯定有。

2)其实现实中是有这样的需求的,比如学生这类群体有许多类似“特征”和“能力”。“特征”包含姓名、性别出生日期等,“能力”包含学习、说话等。这些数据的类型不完全相同,因此就不能简单使用数组来实现。我们期望能够将学生这个对象的“特征”和“能力”放到一起,以后每一个学生都对应有自己的“特征”和“能力”,这样便于管理和维护数据。因此就催生了“结构体”,也就是类似于面向对象中的“类”,也是面向对象思想中的“封装”(将不同的数据类型组合到一起)。其实这里所说的“特征”指的就是面向对象中类中的属性,“能力”指的就是面向对象类中的方法。方法使用属性来展示对象的特点。

(3)与指针、数组及函数的结合?

1)结构体与指针的结合就是结构体指针 ,可以作为函数的参数或者函数的返回值;

2)结构体与数组的结合就是结构体数组,可以充分利用它们的优点。

3)结构体与函数的结合将结构体作为函数的参数或者返回值,并且结构体中还可以包含函数指针(类似于类中的成员方法),使得结构体的功能大大增强,Linux内核中多数结构体中都有函数指针,其实这就是前面所说的面向对象的思想。其实就是C语言是面向过程的语言,不是面向对象的语言,但是Linux内核主要是用C语言写的,确实面向对象的因此我们也可以借鉴Linux内核中结构体的这种用法。如下代码结构体中包含函数指针所示:

struct tty_port_operations {
	int (*carrier_raised)(struct tty_port *port); //函数指针
	void (*dtr_rts)(struct tty_port *port, int raise);
	void (*shutdown)(struct tty_port *port);
	void (*drop)(struct tty_port *port);
	int (*activate)(struct tty_port *port, struct tty_struct *tty);
	void (*destruct)(struct tty_port *port);
};

(4)应用场景?

1)在大型项目中需要用:比如在网络通信中经常要传递的不是简单的字节流,而是希望将多种类型数据结合起来作为一个整体进行传输,这时候结构体就派上大用场了。比如网络通信中的send和recv函数:

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags); ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);第二个参数都是void*指针即任何类型都可以 当然也就可以用结构体指针来传输了。

2)在利用串口进行通信时,也可以将一包数据进行打包后通过相应函数发出去,或者接收打包发送过来的数据。

3)只要有一部分数据时特定相关的,放在一起进行输出比较有意义,都可以用结构体

了解这些优势之后,后续将更新结构体的其它知识...

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