Linux C 編程

預處理

1. .c文件 預處理 .i文件 編譯 .s文件 彙編 .o文件 鏈接 可執行文件
2. 宏定義 不考慮編譯器語法，單純字符串的替換
   用於 常量 數組buffer大小 便於修改，將其定義爲宏
3. 宏函數 #define N(n) n * 10 #define ADD(a, b) (a+b) 不考慮類型語法
4. 預處理階段不會進行運算操作
5. 條件編譯
6. typedef 關鍵字 給一個變量類型 起別名 typedef int* p 給int* 類型起別名叫p
7. typedef unsigned long size_t
   通常給自己自定義的結構類型起別名
   typedef struct stu{
   }stu_t; typedef 與 宏 作用域不同
   

   ---

結構體

數組（Array），它是一組具有相同類型的數據的集合。但在實際的編程過程中，我們往往還需要一組類型不同的數據，例如對於學生信息登記表，姓名爲字符串，學號爲整數，年齡爲整數，所在的學習小組爲字符，成績爲小數，因爲數據類型不同，顯然不能用一個數組來存放。

在C語言中，可以使用結構體（Struct）來存放一組不同類型的數據。結構體的定義形式爲：

struct 結構體名{
結構體所包含的變量或數組
};

結構體是一種集合，它裏面包含了多個變量或數組，它們的類型可以相同，也可以不同，每個這樣的變量或數組都稱爲結構體的成員（Member）。請看下面的一個例子：

struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //學號
    int age;  //年齡
    char group;  //所在學習小組
    float score;  //成績
};

stu 爲結構體名，它包含了 5 個成員，分別是 name、num、age、group、score。結構體成員的定義方式與變量和數組的定義方式相同，只是不能初始化。
注意大括號後面的分號;不能少，這是一條完整的語句。
結構體也是一種數據類型，它由程序員自己定義，可以包含多個其他類型的數據。

像 int、float、char 等是由C語言本身提供的數據類型，不能再進行分拆，我們稱之爲基本數據類型；而結構體可以包含多個基本類型的數據，也可以包含其他的結構體，我們將它稱爲複雜數據類型或構造數據類型。
結構體變量
既然結構體是一種數據類型，那麼就可以用它來定義變量。例如：
struct stu stu1, stu2;
定義了兩個變量 stu1 和 stu2，它們都是 stu 類型，都由 5 個成員組成。注意關鍵字struct不能少。

stu 就像一個“模板”，定義出來的變量都具有相同的性質。也可以將結構體比作“圖紙”，將結構體變量比作“零件”，根據同一張圖紙生產出來的零件的特性都是一樣的。

你也可以在定義結構體的同時定義結構體變量：

struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //學號
    int age;  //年齡
    char group;  //所在學習小組
    float score;  //成績
} stu1, stu2;

將變量放在結構體定義的最後即可。

如果只需要 stu1、stu2 兩個變量，後面不需要再使用結構體名定義其他變量，那麼在定義時也可以不給出結構體名，如下所示：

struct{  //沒有寫 stu
    char *name;  //姓名
    int num;  //學號
    int age;  //年齡
    char group;  //所在學習小組
    float score;  //成績
} stu1, stu2;

這樣做書寫簡單，但是因爲沒有結構體名，後面就沒法用該結構體定義新的變量。

理論上講結構體的各個成員在內存中是連續存儲的，和數組非常類似，例如上面的結構體變量 stu1、stu2 的內存分佈如下圖所示，共佔用 4+4+4+1+4 = 17 個字節。

但是在編譯器的具體實現中，各個成員之間可能會存在縫隙，對於 stu1、stu2，成員變量 group 和 score 之間就存在 3 個字節的空白填充（見下圖）。這樣算來，stu1、stu2 其實佔用了 17 + 3 = 20 個字節。

關於成員變量之間存在“裂縫”的原因，我們將在《C語言和內存》專題中的《C語言內存對齊，提高尋址效率》一節中詳細講解。
成員的獲取和賦值
結構體和數組類似，也是一組數據的集合，整體使用沒有太大的意義。數組使用下標[ ]獲取單個元素，結構體使用點號.獲取單個成員。獲取結構體成員的一般格式爲：
結構體變量名.成員名;

通過這種方式可以獲取成員的值，也可以給成員賦值：

#include <stdio.h>
int main(){
    struct{
        char *name;  //姓名
        int num;  //學號
        int age;  //年齡
        char group;  //所在小組
        float score;  //成績
    } stu1;
    //給結構體成員賦值
    stu1.name = "Tom";
    stu1.num = 12;
    stu1.age = 18;
    stu1.group = 'A';
    stu1.score = 136.5;
    //讀取結構體成員的值
    printf("%s的學號是%d，年齡是%d，在%c組，今年的成績是%.1f！\n", stu1.name, stu1.num, stu1.age, stu1.group, stu1.score);
    return 0;
}

運行結果：
Tom的學號是12，年齡是18，在A組，今年的成績是136.5！

除了可以對成員進行逐一賦值，也可以在定義時整體賦值，例如：

struct{
    char *name;  //姓名
    int num;  //學號
    int age;  //年齡
    char group;  //所在小組
    float score;  //成績
} stu1, stu2 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 };

不過整體賦值僅限於定義結構體變量的時候，在使用過程中只能對成員逐一賦值，這和數組的賦值非常類似。
需要注意的是，結構體是一種自定義的數據類型，是創建變量的模板，不佔用內存空間；結構體變量才包含了實實在在的數據，需要內存空間來存儲

共用體

讓幾個不同類型的變量 共享同一內存地址
優點：節省內存開銷
缺點：同一時刻只能存儲一個成員
佔用空間：最大的那個成員的空間
內存對齊
1. 某一成員的偏移量必須是該成員佔用大小的整數倍，如果不行，就填充它的偏移量
2. 整個結構體總的佔用量是最大成員佔用空間的整數倍

動態數據結構

靜態鏈表

動態鏈表