內容提要
- 構造類型
- 枚舉類型
- typedef
- 綜合案例:斗地主
構造類型
枚舉類型
建議:如果定義不相干的常理,使用宏定義(符號常量);如果需要定義一組相關聯的常量,如月份0~11
,星期0~6
,方向0~3
,男女0~1
等,使用枚舉,進行統一管理。以后正式開發中,switch的case后面訪問的就是枚舉中的常量。
定義
我們一般情況下,定義常量使用宏定義(#define 宏名稱 宏值
),宏定義非常適合沒有關聯關系的常量;但是有時候我們可能需要對一組擁有關聯關系的量進行定義,如月份0~11
,星期0~6
,方向0~3
等,那么使用宏定義,就不是很清晰,也不方便統一管理,同時還會增加代碼量,這個時候就需要用到枚舉。
枚舉的存在就是將多個擁有關聯關系的常量組合到一起,提高代碼的可讀性。
說明
枚舉定義了一組常量,我們在開發中直接使用這些常量。(常用)
當然枚舉類型也可以類似于結構體一樣定義變量等操作。(不常用)
枚舉常量有默認值,從0開始依次+1;我們可以在定義時指定它的默認值,如果個別沒有賦值,可以根據賦值依次+1推導。
特點
定義了一組常量,類似于定義了多個符號常量(宏定義)
提高了代碼的可讀性
語法
① 定義枚舉類型名以后,就可以定義該枚舉類型的變量(先類型,后變量)。(注意:枚舉的元素是符號常量)
enum 枚舉類型名 變量列表;
② 在定義枚舉類型的同時定義該枚舉類型的變量(類型+變量)
enum 枚舉類型名{枚舉元素列表} 變量列表;
③ 直接定義枚舉變量(變量)
enum {枚舉元素列表} 變量列表;
案例
/*************************************************************************> File Name: demo01.c > Author: rch> Description: > Created Time: 2025-08-04 09:53:05************************************************************************/
#include <stdio.h>void test1()
{// 定義一個枚舉類型// 注意:枚舉類型名一般首字母大寫,主要是跟枚舉元素名區分enum Week{// 定義枚舉元素,元素本質上就是常量,在編譯期,會被替換為字面量,枚舉元素的命名和符號常量命名一致,都是大寫+下換線// 多個枚舉元素之間使用逗號分隔// SUN,MON,TUE,WED,THU,FRI,SAT // 此時,這7個常量的值依次為:0~6SUN = 10,MON,TUE,WED,THU,FRI,SAT // 此時,這7個常量的值依次為:10~16};// 1. 直接訪問枚舉元素,適合于switchprintf("%d,%d,%d\n", SUN, WED, SAT); // 10,13,16// 2. 定義枚舉類型的變量,適合于函數傳參enum Week week;// 初始化week = TUE; // 不能隨便賦值,賦值一定是這個枚舉中定義的元素printf("%d\n", week); // 12// 3. 定義枚舉類型變量的同時賦值enum Week week1 = THU;printf("%d\n", week1);// 14// 4. 可以定義多個枚舉變量enum THU{A,B,C } x, y;// 賦值x = B;y = C;printf("x=%d,y=%d\n", x, y);// 1,2
}void test2()
{// 定義枚舉類型enum CaiQuan{SHI_TOU, JIAN_DAO, BU};printf("請輸入0~2之間的整數:\n0-石頭,1-剪刀,2-布\n");int choice;scanf("%d", &choice);switch (choice) {case SHI_TOU:printf("石頭\n");break;case JIAN_DAO:printf("剪刀\n");break;case BU:printf("布\n");break;}
}int main(int argc, char *argv[])
{test1();test2();return 0;
}
typedef
-
**說明:**給類型重命名,不會影響到類型本身。
-
**作用:**給已有的類型起別名。
-
格式:
typedef 已有類型名 重命后的類型名; // typedef unsigned long size_t;
-
使用:
/*************************************************************************> File Name: demo02.c> Author: rch> Description: > Created Time: 2025-08-04 10:57:55************************************************************************/ #include <stdio.h>int main(int argc, char *argv[]) {// 方式1:先定義數據類型,再重命名// 定義一個結構體struct Student{int id;char *name;char sex;int age;};// 類型重命名typedef struct Student Stu; // 將 struct Student 重命名為Stu// 使用新類型名// 定義結構體實例Stu stu = {1,"張三",'w',21};printf("%d,%s,%c,%d\n",stu.id, stu.name, stu.sex, stu.age);Stu *p = &stu;printf("%d,%s,%c,%d\n",p->id, p->name, p->sex, p->age);// 方式2:定義數據類型的同時重命名typedef struct PersonInfo{int a;double b;} Per;// 定義變量Per per = {2,4.5};printf("%d,%.2f\n", per.a, per.b);// 定義指針Per *p1 = &per;printf("%d,%.2f\n", p1->a, p1->b);return 0; }
-
應用場景:
-
數據類型復雜(結構體、共用體、枚舉、結構體指針、無符號的長整型)時使用
-
為了跨平臺的兼容性,例如:
- size_t:類型重名后的數據類型:
typedef unsigned long size_t;
- unit_16:類型重命名后的數據類型。
- size_t:類型重名后的數據類型:
-
-
案例:
/*************************************************************************> File Name: demo03.c> Author: rch> Description: > Created Time: 2025-08-04 11:14:55************************************************************************/ #include <stdio.h>struct Student {int age;char *name;double scores[3]; };typedef struct Student Stu_t; // 對類型重命名 typedef Stu_t* pStu_t; // 結構體指針重命名void test1() {Stu_t s1 = {21, "zhangsan",{99,98,97}};printf("%d,%s,%.2lf,%.2lf,%.2lf\n",s1.age,s1.name,s1.scores[0],s1.scores[1],s1.scores[2]);Stu_t *p;p = &s1;printf("%d,%s,%.2lf,%.2lf,%.2lf\n",(*p).age,p->name,p->scores[0],p->scores[1],p->scores[2]); }int main(int argc, char *argv[]) {test1();return 0; }
章節作業
1. 學員信息結構體設計與平均分計算
設計一個結構體存儲學員信息,并實現信息顯示與平均分計算。
要求:
- 結構體包含學員姓名(字符數組)、學號(整數)、三門課程成績(浮點數數組)。
- 定義兩個學員變量,輸入成績后計算并顯示平均分。
提示:
struct Student {char name[20];int id;float scores[3];
};
2. 商品信息結構體設計與顯示
設計一個描述商品的結構體,并實現信息顯示。
要求:
- 結構體包含商品名稱(字符指針)、ID(整數)、價格(浮點數)、庫存數量(短整型)。
- 定義一個商品變量,初始化后顯示所有信息。
提示:
struct Product {char *name;int id;float price;short stock;
};
3. 商品信息管理系統(擴展作業 2)
在作業 2 基礎上完成以下功能:
(1)存儲與顯示多個商品信息
- 使用結構體數組存儲 5 個商品信息,初始化后遍歷顯示。
(2)查詢價格最高的商品
- 遍歷商品數組,找出價格最高的商品并顯示其全部信息。
(3)靜態與動態內存分配實現
- 靜態分配:使用結構體數組存儲商品。
- 動態分配:使用
malloc
申請內存存儲商品,完成后用free
釋放。
4. 學生成績管理系統(含枚舉與共用體)
設計一個包含枚舉和共用體的學生成績管理系統。
功能要求:
-
數據結構設計:
- 用枚舉定義成績等級(
enum Grade {A, B, C, D, E}
)。 - 用共用體存儲學生附加信息(如是否為班長
is_monitor
或獎學金等級scholarship
)。
enum Grade {A, B, C, D, E}; union ExtraInfo {int is_monitor; // 0/1enum Grade scholarship; // 獎學金等級 }; struct Student {int id;char name[20];float scores[3];union ExtraInfo extra; };
- 用枚舉定義成績等級(
-
核心功能:
- 添加學生:輸入學號、姓名、三門課程成績,以及附加信息(如是否為班長)。
- 顯示等級:根據平均分將成績轉換為枚舉等級(如平均分≥90 為 A)。
- 共用體應用:根據學生類型(普通生 / 獎學金獲得者)存儲不同附加信息。
5. 主機字節序檢測(結合共用體)
設計程序檢測電腦的字節序(大端 / 小端)。 要求:
- 使用共用體存儲整數和字符數組,通過訪問字符數組判斷字節序。
- 輸出結果如:
當前主機為小端序(低字節存低地址)
。
提示:
union EndianCheck {int num;char bytes[4];
};
綜合案例:斗地主
1. 程序概述
這是一個模擬斗地主游戲發牌過程的C語言程序,實現了撲克牌的初始化、洗牌和發牌功能。
2. 功能需求
2.1 撲克牌定義
- 使用結構體
Card
表示一張牌,包含:- 花色屬性
suit
(0-3表示普通花色????,4表示小王,5表示大王) - 點數屬性
rank
(0-12對應3-A,2,-1表示大小王)
- 花色屬性
2.2 主要功能
- 初始化牌組:
- 創建包含54張牌的牌組(52張普通牌+2張王牌)
- 普通牌按花色(?,?,?,?)和點數(3-2)排列
- 洗牌功能:
- 使用隨機數對牌組進行隨機排序
- 確保每次運行洗牌結果不同(基于時間種子)
- 發牌功能:
- 將洗好的牌發給3個玩家
- 每個玩家17張牌
- 剩余3張作為底牌
- 顯示功能:
- 打印每個玩家的手牌
- 打印底牌
3. 數據結構
suits[]
: 存儲4種花色符號的字符串數組ranks[]
: 存儲13個點數等級的字符串數組jokers[]
: 存儲大小王描述的字符串數組Card
結構體: 表示單張牌的數據結構- 牌組數組:
deck[54]
- 玩家手牌數組:
player1[17]
,player2[17]
,player3[17]
- 底牌數組:
bottomCards[3]
4. 用戶交互
程序運行后自動完成以下流程:
- 初始化牌組
- 洗牌
- 發牌
- 顯示發牌結果(3個玩家的手牌和底牌)
5. 輸出格式
- 普通牌顯示格式:花色+點數(如"? 3")
- 王牌顯示格式:“小王"或"大王”
- 玩家手牌按順序顯示,每張牌用空格分隔
- 底牌同樣格式顯示
6. 源碼
/*************************************************************************> File Name: 斗地主> Author: rch> Description: > Created Time: 2025-08-04 19:26:06************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <math.h>#define LEN 54// 定義撲克牌的花色和點數
const char *suits[] = {"?", "?", "?", "?"}; // 花色
const char *ranks[] = {"3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K","A","2"}; // 點數
const char *jokers[] = {"小王","大王"}; // 大小王// 定義牌的結構體
typedef struct
{int suit; // 花色下標(0~3:普通牌,4:小王,5:大王)int rank; // 點數下標(0~12:普通牌,-1:大小王)
} Card;// 初始化一副牌
void initDeck(Card *deck);// 洗牌(打亂牌序)
void shuffeDeck(Card *deck);// 發牌(3個玩家各自17張牌,最后3張作為底牌)
void dealCards(Card *deck, Card *player1, Card *player2, Card *player3, Card *bottomCards);// 打印牌,根據數組中提供的花色和點數下標,獲取對應字符串進行顯示
void printCard(Card card);int main(int argc, char *argv[])
{// 創建一個數組,用來存放一副牌(54張,包含大小王)Card deck[LEN];// 創建三個數組,用來存放3個玩家Card player1[17], player2[17], player3[17]; // 創建一個數組,用來存放底牌Card bottomCards[3];// 初始化牌initDeck(deck);// 洗牌shuffeDeck(deck);// 發牌(3個玩家各自17張牌,最后3張作為底牌)dealCards(deck, player1, player2, player3, bottomCards);// 打印玩家手牌和底牌int i;printf("玩家1的手牌:");for (i = 0; i < 17; i++) printCard(player1[i]); printf("\n");printf("玩家2的手牌:");for (i = 0; i < 17; i++) printCard(player2[i]); printf("\n");printf("玩家3的手牌:");for (i = 0; i < 17; i++) printCard(player3[i]); printf("\n");printf("底牌:");for (i = 0; i < 3; i++) printCard(bottomCards[i]); printf("\n");return 0;
}/*** @brief 初始化一副牌* * @param deck 一副牌*/
void initDeck(Card *deck)
{// 定義一個下標(0~53)int index = 0;// 初始化52張普通牌for (int suit = 0; suit < 4; suit++) // 遍歷花色{for (int rank = 0; rank < 13; rank++) // 遍歷點數{// 記錄每張牌花色和點數的下標deck[index].suit = suit; // 花色下標deck[index].rank = rank; // 點數下標index++;}}// 初始化大小王deck[index].suit = 4; // 小王deck[index].rank = -1;index++;deck[index].suit = 5;deck[index].rank = -1;
}/*** @brief 洗牌(打亂牌序)* * @param deck */
void shuffeDeck(Card *deck)
{// 設置隨機種子srand((unsigned)time(NULL));// 洗牌// 遍歷當前的有序牌for (int i = 0; i < LEN; i++){// 隨機生成0~53之間的數,作為交換牌的下標int j = rand() % LEN; // 0~53// 交換當前遍歷牌跟隨機牌的位置Card temp = deck[i];deck[i] = deck[j];deck[j] = temp; }
}/*** @brief 發牌(3個玩家各自17張牌,最后3張作為底牌)* * @param deck * @param player1 * @param player2 * @param player3 * @param bottomCards */
void dealCards(Card *deck, Card *player1, Card *player2, Card *player3, Card *bottomCards)
{// 動態下標int index = 0;// 給玩家發牌// for (int i = 0; i < LEN; i++)// {// if (i % 3 == 0) // 玩家1// else if(i % 3 == 1) // 玩家2// else if(i % 3 == 2) // 玩家3// }for (int i = 0; i < 17; i++){player1[i] = deck[index++]; // 玩家1player2[i] = deck[index++]; // 玩家2player3[i] = deck[index++]; // 玩家3}// 最后三張作為底牌for (int i = 0; i < 3; i++){bottomCards[i] = deck[index++];}
}/*** @brief 打印牌,根據數組中提供的花色和點數下標,獲取對應字符串進行顯示* * @param card */
void printCard(Card card)
{if (card.suit == 4 || card.suit == 5){// 大小王printf("%s ",jokers[card.suit - 4]);}else{// 普通牌printf("%s %s ",suits[card.suit], ranks[card.rank]);}
}
預處理
C語言的編譯步驟
- 預處理
- 編譯
- 匯編
- 鏈接
什么是預處理
預處理就是在源文件(.c文件)編譯之前,所進行的一部分預備操作,這部分操是由預處理器(預處理程序)
自動完成。當源文件在編譯時,編譯器會自動調用預處理程序來完成預處理執行的操作,預處理執行解析完成才能進入下一步的編譯過程。
查看預處理結果:
gcc 源文件 -E -o 程序名
預處理功能
宏定義
不帶參數的定義
-
語法:
#define 宏名稱 宏值(替換文本)
-
**預處理機制:**此時的預處理只做數據替換,不做類型檢查
-
**注意:**宏定義不會占用內存空間,因為在編譯前已經將宏名稱替換成了宏值
-
**宏展開:**在預處理階段將宏名稱替換成宏值的過程稱之為“宏展開”。
-
案例:
/*************************************************************************> File Name: demo01.c> Author: rch> Description: > Created Time: ************************************************************************/#include <stdio.h>#define PI 3.1415926int main(int argc,char *argv[]){float l,s,r,v;printf("請輸入圓的半徑:\n");scanf("%f",&r);// 計算周長l = 2.0 * PI * r;// 計算面積s = PI * r * r;printf("l=%10.4f\ns=%10.4f\n",l,s);return 0;}
帶參數的定義
-
語法:
#define 宏名(參數列表) 替換表達式
-
面試題:
#define MULTI(a,b) (a)*(b) #define MULTI(a,b) a * b
實現:
/*************************************************************************> File Name: demo02.c> Author: rch> Description: > Created Time: ************************************************************************/#include <stdio.h>// 帶參數的宏定義,宏名一般小寫 #define MULTI_1(a,b) (a) * (b) #define MULTI_2(a,b) a * bint main(int argc,char *argv[]) {int result1 = MULTI_1(7+2,3); // (7+2) * (3) = 27printf("%d\n",result1);int result2 = MULTI_2(7+2,3); // 7 + 2 * 3 = 13printf("%d\n",result2);return 0; }
宏定義的作用域
-
#define
命令出現在程序中函數的外面,宏名的有效范圍為定義命令之后到本源文件結束。 -
可以用
#undef
命令終止宏定義的作用域。 -
案例:
/*************************************************************************> File Name: demo04.c> Author: rch> Description: > Created Time: 2025-08-04 17:34:58************************************************************************/ #include <stdio.h>#define PI 3.14 // PI的有效范圍:10~18行 #define DAY 29void func1() {float r = 4;float s = PI * r * r; // 預處理后:float s = 3.14 * r * rint day = DAY; // 預處理后:int day = 29; }#undef PI// 終止了 PI的范圍#define PI 3.1415926void func2() {float r = 4;float s = PI * r * r; // 預處理后:float s = 3.1415926 * r * rint day = DAY; // 預處理后:int day = 29; }int main(int argc, char *argv[]) {return 0; }
在宏定義中引用已定義的宏名
-
案例:
/*************************************************************************> File Name: demo04.c> Author: rch> Description: > Created Time: ************************************************************************/#include <stdio.h>#define R 3.0 // 半徑 #define PI 3.14 #define L 2 * PI * R // 周長 在宏定義的時候,引入已定義的宏名 #define S PI * R * R // 面積#define P_WIDTH = 800 #define P_HEIGHT = 480 #define SIZE = P_WIDTH * P_HEIGHTint main(int argc,char *argv[]) {printf("L=%f\nS=%f\n",L,S);// 預處理后:2 * 3.14 * 3.0, 3.14 * 3.0 * 3.0return 0; }
章節作業
1. 學員信息結構體設計與平均分計算
設計一個結構體存儲學員信息,并實現信息顯示與平均分計算。
要求:
- 結構體包含學員姓名(字符數組)、學號(整數)、三門課程成績(浮點數數組)。
- 定義兩個學員變量,輸入成績后計算并顯示平均分。
提示:
struct Student {char name[20];int id;float scores[3];
};
2. 商品信息結構體設計與顯示
設計一個描述商品的結構體,并實現信息顯示。
要求:
- 結構體包含商品名稱(字符指針)、ID(整數)、價格(浮點數)、庫存數量(短整型)。
- 定義一個商品變量,初始化后顯示所有信息。
提示:
struct Product {char *name;int id;float price;short stock;
};
3. 商品信息管理系統(擴展作業 2)
在作業 2 基礎上完成以下功能:
(1)存儲與顯示多個商品信息
- 使用結構體數組存儲 5 個商品信息,初始化后遍歷顯示。
(2)查詢價格最高的商品
- 遍歷商品數組,找出價格最高的商品并顯示其全部信息。
(3)靜態與動態內存分配實現
- 靜態分配:使用結構體數組存儲商品。
- 動態分配:使用
malloc
申請內存存儲商品,完成后用free
釋放。
4. 學生成績管理系統(含枚舉與共用體)
設計一個包含枚舉和共用體的學生成績管理系統。
功能要求:
-
數據結構設計:
- 用枚舉定義成績等級(
enum Grade {A, B, C, D, E}
)。 - 用共用體存儲學生附加信息(如是否為班長
is_monitor
或獎學金等級scholarship
)。
enum Grade {A, B, C, D, E}; union ExtraInfo {int is_monitor; // 0/1enum Grade scholarship; // 獎學金等級 }; struct Student {int id;char name[20];float scores[3];union ExtraInfo extra; };
- 用枚舉定義成績等級(
-
核心功能:
- 添加學生:輸入學號、姓名、三門課程成績,以及附加信息(如是否為班長)。
- 顯示等級:根據平均分將成績轉換為枚舉等級(如平均分≥90 為 A)。
- 共用體應用:根據學生類型(普通生 / 獎學金獲得者)存儲不同附加信息。
5. 主機字節序檢測(結合共用體)
設計程序檢測電腦的字節序(大端 / 小端)。 要求:
- 使用共用體存儲整數和字符數組,通過訪問字符數組判斷字節序。
- 輸出結果如:
當前主機為小端序(低字節存低地址)
。
提示:
union EndianCheck {int num;char bytes[4];
};