C语言中的数据封装特性

1、在C语言中基础数据封装主要有结构体（struct）、联合体（union）、枚举类型（enum）

　　1、定义：

　　　　结构体：是由一些具有相同类型、或者不同类型的数据组成的数据集合；

　　　　联合体：在需要将不同的数据类型储存在同一段内存单元中。也是说覆盖技术，几个变量相互覆盖。这些不同类型变量存放在同一段内存结构。

　　　　　　　　具有这种结构的数据类型，被称作联合体。

　　2、结构数据的长度区别

　　　　结构体类型数据长度：一个结构体变量的长度是各个成员长度之和；

　　　　联合体类型数据长度：一个联合体变量的长度等于成员中最长的那个；（存在数据对齐）

　　3、结构中元素内存分配情况

　　　　结构体：结构体名是结构体第一个地址，也就是首成员相对第一地址的偏移量为0，以后每个数据成员按照指定的偏移地址偏移；

　　　　联合体：联合体中数据成员完成对齐之后，按照分配内存空间最大的成员存储数据；

　　4、使用程序说明：

// 测试程序
#include <stdio.h>

// 定义一个学生的结构体
typedef struct student{
    int num;    // 4
    char name[64]; // 64字节
    char name1;    // 1字节
    double hight;  // 8字节
     float f;       // 4字节
    int age;       // 4字节   // 排序时候，存在数据对齐，不是4+64+1+8+4+4 
}stu;
// 定义一个联合体classes
typedef union classes  // 不是class类
{
    char name[51];    // 51字节
    int age;       // 4字节大小
    double height; // 8字节
}classes;

void main()
{
    stu s;
    classes u;
    // 打印常见的数据类型占用内存的大小
    printf("sizeof double is %d\n",sizeof(double));
    printf("sizeof int is %d\n",sizeof(int));
    printf("sizeof is %d\n",sizeof(float));
    // 结构体stu占用的内存大小 
    printf("sizeof struct is :%d\n",sizeof(s));
    // 打印结构体成员地址
    printf("address struct stu:%x\n",&s);
    printf("address struct stu.num:%x\n",&s.num);
    printf("address struct stu.name[64]:%x\n",(s.name));
    printf("address struct stu.name1:%x\n",&(s.name1));
    printf("address struct stu.f:%x\n",&(s.f));
    printf("address struct stu.gae:%x\n",&(s.age));
    
    // 打印联合体成员地址
    printf("sizeof union is :%d\n",sizeof(u));
    printf("address union u:%x\n",&u.name);
    printf("address union u:%x\n",&u.age);
    printf("address union u:%x\n",&u.height);
    
    printf("hello world\n");
    getchar();
}

　　输出结果：

sizeof double is 8
sizeof int is 4
sizeof is 4
// 结构体大小
sizeof struct is :88
// 结构体地址
address struct stu:113fbd4
address struct stu.num:113fbd4
address struct stu.name[64]:113fbd8
address struct stu.name1:113fc18
address struct stu.f:113fc24
address struct stu.gae:113fc28
// 联合体大小
sizeof union is :56
// 联合体地址
address union u:113fb94
address union u:113fb94
address union u:113fb94
hello world

 

2、关键修饰符static、const、volatile

　　static：

　　　　1、修饰局部变量：

　　　　　　1、用于延长变量的生命周期：相对于普通局部变量，是保存在栈上，函数一旦退出或者结束，变量就会被释放掉；二次访问的会出现新的初始值；使用static关键字修饰后的变量，该变量始终保存在静态的数据段中；直到整个程序退出，该变量才被释放；

　　　　　　2、局部变量的静态化：局部变量保存在栈上，被修饰后，局部变量保存在静态的数据段；　　　　

　　　　2、修饰全局变量：

　　　　　　主要防止重命名，主要用于多文件编程，也就是限制作用域；被修饰函数的作用域限制在当前文件；

　　　　3、修饰全局函数名称：

　　　　　　限制函数名称重命名，限制函数只在该文件的访问权限；

　　const:

　　　　1、对于C语言编译器，修饰的变量的表面是只读属性，但是只是建议性的，并不具备强制性；也就是说const int a =20;修饰的变量a编译器建议不修改，但是可以使用指针修改a的值；

　　　　2、对于C++编译器，const修饰的变量就是只读属性，不可以修改，C++语法相对于C语法更严谨；

　　volatile：

　　　　表明该变量可能被外界修改，不需要编译器做优化；可能修饰寄存器相关、中断相关、多线程相关；

　　　　对于volatile关机键字可以从反汇编角度看：

// 对于同一段代码
int func1(int* p)
{
    return (*p == *p);  
}

int func2(volatile int* p)
{
    return (*p==*p);      
}

　　编译以反汇编后：可以看出func1中直接返回结果，func2中取了两次值，并比较寄存器中的值cmp(使用的编译器可能存在差异，结果稍微不同）

arm-none-linux-gnueabi-gcc -c test.c -o test.o
arm-none-linux-gnueabi-objdump -D test.o // 显示在屏幕上，如下图

 

 

 3、define宏定义一个模块

#define   myStruct   (struct stu*)
typedef     struct stu*    myS;

myStruct stu1, stu2;    --->struct stu* stu1, stu2;
myS   stu1, stu2;       --->struct stu* stu1, *stu2;

    从上面列子可以看出来，define和typedef之间存在这样的差异；