C 语言程序设计---结构体、共用体、动态存储分配、define
C 语言程序设计---结构体、共用体、动态存储分配、define、typedef
本篇文章是 C 语言入门级别的最后一篇文章，到此为止，写了整整十篇 C 语言入门文章，均原创，之后会写 C 语言进阶之旅，在基础上进行拔高。
结构体与共用体
1、
结构体
1学生成绩，对于每一个学生，需要考察的一些信息，这就是现实问题
2char Id[9]; //学号
3char Name[15]; //姓名
4int Age; //年龄
5double Score; //成绩
要管理学生，每个学生要考虑的维度比较多，没有哪一种数据类型可以很好的刻画这种关系，此时就需要多个类型来共同定义，形成新的数据类型，也就是结构体！
1struct STUDENT_INFO { //结构体定义
2 char Id[9];
3 char Name[15];
4 int Age;
5 double Score;
6};
7
8struct STUDENT_INFO a; //这个 a 就是结构体数据类型的一个实例，里面是包含那么几个变量的。
9//结构体的长度是所有成员的长度之和
结构体是 C 语言具有“自我扩充能力”的重要机制。
C 语言的基本数据类型有七大类型，这些类型都是由 C 系统提前确定的；而结构体类型是由用户根据自身需要而定义的，是 C 系统本身不具备的，这是 C 语言革命性的一步。
结构体是对 C 语言数据类型的强力扩充！
注意：结构体的定义本身仅仅是“设计、蓝图”，并不占内存空间，当将其实例化后，这个实例才真正的占用存储空间。
. 运算符，结构体实例取其成员的运算符；
-> 运算符，指向结构体实例的指针取其成员的运算符；
定义结构体时，赋初值的初值顺序，必须保证与结构体中成员数据类型是一致的；两个完全一模一样的结构体实例，之间是可以进行赋值操作的。
2、
共用体
1union TEST {
2 int a;
3 char b;
4 double c;
5}
6
7union TEST a, *p = &a;
8a.a <==> p->a
9a.b <==> p->b
10a.c <==> p->c
11//两边表达的是一个意思，就是取共用体成员的值
共用体的诸成员共同使用同一起始地址空间。
共用体内存映像图
C 语言程序设计---结构体、共用体、动态存储分配、define、typedef
共用体空间大小取决于共用体中，长度最长的成员的长度。
1sizeof(union TEST) -> 8B
宏定义与用户自定义类型
1、
宏定义
#define 标识符，被替换的信息（这里不能随便出现分号 ;）
1#define PI 3.1415926
2...
3 a = PI * r * r; <=> a = 3.1415926 * r * r;
4
5#define NUM 3+4
6...
7 a = NUM * 3 / NUM; <=> a = 3+4 * 3 / 3+4
8
9//深入理解：只替换，不计算
宏替换不能改变运算量，就是简简单单的完全替换就好。
宏替换被广泛使用的关键在于以下两点：
(1)、提高程序的可维护性
就是针对同一个数字，可能在代码中多次出现，为了方便修改，上面用个宏替换，可以达到只修改一处，其他的地方都被修改的好处。
(2)、提高程序的可读性
1#define TRUE 1
2#define FALSE 0
3#define MAX_COUNT 5
4...
5
6while (ok != TRUE && num < MAX_COUNT) {
7
8}
用宏替换，便于理解每一个数字所代表的人文化含义，可以知道代表的是什么意思。
神仙数字：是指在程序中出现的常量数值，尤其是整型常量数值（一看根本不知道是啥意思）
2、
用户自定义类型
typedef 是关键字
格式：typedef 已有类型 新类型;
1typedef int a, b, c;
2//上述语句将产生 3 个新的数据类型，分别为：a, b, c
3int n; <=> a n; //此时 a 就代表 int 数据类型
1#define DI int *
2typedef int * TI; //这条语句所产生的新类型是 TI，其对应的数据类型是 int *
其实用define、typedef 声明新的数据类型，两者在碰到指针、数组、以及结构体时，所体现的情况均不一样，一定要小心分析这些情况，尽量用 typedef 声明你想要的新数据类型，具体的在 C 语言进阶中写。
动态存储分配
1、
静态存储分配：以前所定义的变量，数组统统属于静态存储分配方式。
1int a, b[50];
在源程序级别，用静态存储分配定义的变量和数组，其空间大小一经定义，终生不变！所以说是“静态”的，这使得程序的适应性受到了极大的限制。
我此时希望代码在运行的过程中，根据我们临时需要，“动态”地申请存储空间。
2、
动态存储分配是通过两个函数完成的：
malloc() 和 free()
前者用来申请空间，后者用来释放空间
1#include <malloc.h>
2
3int *p;
4p = (int *)malloc(1000); //申请了 1000B 空间，也就是 250 个 int 元素的数组
5//到了这里，C 语言的数组彻底失去它存在的意义！
free(首地址); //释放以 p 的值为首地址的空间。
举 2 个例子：
(1)、
1#include <malloc.h>
2
3int *p; i;
4for (i = 0; i < 3; i++) {
5 p = (int *)malloc(sizeof(int) * 30);
6}
7...
8
9for (i = 0; i < 3; i++) {
10 free(p); //释放以 p 的值为首地址的空间
11}
分析：
A、多次申请空间，将所得到的空间的首地址赋值给 p 变量；由于赋值的特点是覆盖，因此，最终 p 变量中仅保持了最后一次申请得到的空间的首地址，以前所申请空间的首地址被覆盖了（遗失了）；使得那些空间不但不能再使用，甚至还不能释放！这称为“内存泄露”！
B、free(p) 进行了多次对同一首地址空间的释放操作，这是致命的运行时错误！
(2)、
1#include <malloc.h>
2#include <stdio.h>
3
4int *fun() {
5 int a[20]; //动态存储分配将不会出现以下的问题
6
7 return a;
8}
9
10int main (void) {
11 int *p1;
12
13 p1 = fun();
14 free(p1);
15}
分析：
A、在 fun() 函数中定义的数组 a，是 fun() 函数的“私有”数组，只有 fun() 函数对其能进行操作；而且数组 a 随着 fun() 函数运行结束，而被 C 自动地释放空间。
B、fun() 函数将一个已经释放了空间的首地址，以函数返回值方式回传给主函数中的指针变量 p1，使得 p1 指向了一个已经释放了（不能对其进行任何操作）的空间；如果出现了 *p1 或者 p1[1]、p1[2] 这样的操作，将会出现“内存非法访问”的错误。
C、程序执行到 free(p1); 将彻底失败，因为，OS 根本无法找到以 p1 的值为首地址的空间进行释放操作！
对于以上的 2 个例子，多琢磨，自己多想一下，理解清楚了，也就没那么难了，对于问题，不要总觉得简单，沉下心来好好学习才是王道！
C 语言程序设计---入门篇，我算是写完了，一共写了 10 篇文章，希望各位有时间了，好好看看，仔细研究；我写的比较基础，比较简单，也好理解，不管我写的怎么样，我愿意把这些基础分享出来，这些都是我的原创，希望在你学 C 的路上能帮到你！
C 入门写完了，C 进阶要来了，这才仅仅是开始。。。
