C 語言：第 20 天筆記：typedef（類型重命名規則、應用場景與實戰案例）

C語言：第20天筆記

內容提要

  • 構造類型
  • 枚舉類型
  • typedef
  • 綜合案例:斗地主
  • 預處理

構造類型：枚舉類型

使用建議

  • 如果定義不相干的常量，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011、星期06、方向03、男女01等），使用枚舉，進行統一管理。
  • 正式開發中，switch的case后面訪問的通常是枚舉中的常量。

定義

  • 一般情況下，定義常量使用宏定義（#define 宏名稱 宏值），宏定義適合無關聯關系的常量；
  • 當需要對一組有關聯關系的量（如月份011、星期06、方向0~3等）進行定義時，宏定義清晰度低、不便于統一管理且會增加代碼量，此時需使用枚舉；
  • 枚舉的作用是將多個有關聯關系的常量組合到一起，提高代碼的可讀性。

說明

  1. 枚舉定義了一組常量，開發中可直接使用這些常量（常用）；
  2. 枚舉類型也可類似于結構體定義變量等操作（不常用）；
  3. 枚舉常量有默認值，從0開始依次+1；可在定義時指定默認值，若個別未賦值，可根據已賦值常量依次+1推導。

特點

  1. 定義了一組常量，類似于定義了多個符號常量（宏定義）；
  2. 提高了代碼的可讀性。

語法

語法分類格式說明
先定義類型后定義變量enum 枚舉類型名 變量列表;定義枚舉類型名后，再定義該枚舉類型的變量，枚舉的元素是符號常量
定義類型同時定義變量enum 枚舉類型名{枚舉元素列表} 變量列表;在定義枚舉類型的同時，定義該枚舉類型的變量
直接定義枚舉變量enum {枚舉元素列表} 變量列表;不單獨定義枚舉類型名，直接定義枚舉變量

案例（demo01.c）

#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+下劃線// 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;
示例：typedef unsigned long size_t;

使用案例（demo02.c）

#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。

跨平臺兼容性案例

C語言標準提供：
typedef signed long int_int64_t;
typedef unsigned Long intuint64_t;

常見跨平臺類型重命名：

  1. size_t：typedef unsigned long size_t;
  2. unit_16：類型重命名后的數據類型。

進階案例（demo03.c）

#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;
}

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）。
2.2 主要功能
  1. 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。
  2. 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）。
  3. 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。
  4. 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：

  1. 初始化牌組；
  2. 洗牌；
  3. 發牌；
  4. 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


#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <time.h>#define LEN 54// 定義撲克牌的花色和點數
const char *suits[] = {"?","?","?","?"};
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typedef struct 
{int suit; // 牌花色int rank; // 底數
} Card;/*** @brief 初始化撲克*/
void initCards(Card *deck);/*** @brief 洗牌*/
void shuffDeck(Card *deck);void dealCard(Card *deck, Card *bottomCards, Card players[3][17]);void printfCard(Card players[3][17]);int main(int argc, char *argv[])
{// 創建一個數組,存放一副牌(54張包括大小王)Card deck[LEN];// 創建三個玩家Card players[3][17];// 創建一個數組用來存放底牌Card bottomCards[3];// 初始化牌initCards(deck);// 洗牌shuffDeck(deck);// 發牌dealCard(deck,bottomCards,players);// 展示牌printfCard(players);return 0;
}/*** @brief 初始化撲克*/
void initCards(Card *deck)
{int index  = 0;for(int i = 0; i < 4; i++){for(int j = 0;i < 13; j++){deck[index].rank = j;deck[index].suit = i;index++;}}// 初始化大小王deck[index].suit = 4; // 小王deck[index].rank = -1;index++;deck[index].suit = 5; // 大王deck[index].rank = -1;	
}// 洗牌
void shuffDeck(Card *deck)
{srand((unsigned)time(NULL));// 洗牌for (int i = 0; i < LEN; i++){int j = rand() % LEN; // 0-53Card temp = deck[i];deck[i] = deck[j];deck[j] = temp;}
}void dealCard(Card *deck,  Card *bottomCards, Card players[3][17])
{int index = 0;for(int i = 0;i < 17; i++){for(int j = 0;j < 3; j++){players[j][i] = deck[index++];}}// 底牌for(int i=0;i< 3; i++){bottomCards[i] = deck[index++];	}}// 打印
void printfCard(Card players[3][17])
{for(int i = 0;i < 3; i++){printf("第%d個玩家的牌是:",i+1);for(int j = 0; j < 17; j++){Card card = players[i][j]; if (card.suit == 4 || card.suit == 5){// 大小王printf("%s ",jokers[card.suit - 4]);}printf("%s %s ",suits[card.suit], ranks[card.rank]);}}}

運行結果

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預處理

一、C語言的編譯步驟

C語言程序從源代碼到可執行文件，需經歷以下4個核心步驟，預處理是整個流程的第一步：

  1. 預處理：由預處理器處理源文件中的預處理指令（如#define、#include等），生成預處理文件（.i格式）；
  2. 編譯：編譯器對預處理文件進行詞法分析、語法分析、語義分析及優化，生成匯編代碼文件（.s格式）；
  3. 匯編：匯編器將匯編代碼轉換為機器可識別的二進制目標文件（.o或.obj格式）；
  4. 鏈接：鏈接器將多個目標文件與標準庫（如libc）組合，生成最終可執行文件（如Windows下的.exe、Linux下的無后綴可執行文件）。

編譯流程示意圖：

源文件(.c) → 預處理(cpp) → 預處理文件(.i) → 編譯(cc1) → 匯編文件(.s) → 匯編(as) → 目標文件(.o) → 鏈接(ld) → 可執行文件

二、什么是預處理

預處理是在源文件（.c文件）編譯之前，由預處理器自動完成的預備操作。當編譯器對源文件進行編譯時，會先調用預處理器執行預處理操作，只有預處理解析完成后，才能進入后續的編譯過程。

查看預處理結果

通過gcc編譯器的-E選項可查看預處理后的結果，命令格式如下：

gcc 源文件 -E -o 預處理輸出文件名

例如，對demo01.c進行預處理并輸出到demo01.i，命令為：gcc demo01.c -E -o demo01.i。

三、預處理核心功能：宏定義

宏定義是預處理階段最常用的功能之一，用于將一個標識符（宏名）定義為一個字符串（宏值），在預處理階段會將代碼中所有宏名替換為對應的宏值（即“宏展開”）。

1. 不帶參數的宏定義

語法
#define 宏名稱 宏值（替換文本）
  • 預處理機制：僅做文本替換，不進行類型檢查；
  • 內存特性：宏定義不占用內存空間，因為編譯前宏名已被替換為宏值；
  • 宏展開：預處理階段將宏名替換為宏值的過程稱為“宏展開”。
案例（demo01.c）
#include <stdio.h>#define PI 3.1415926  // 定義宏PI，宏值為3.1415926int main(int argc, char *argv[])
{float l, s, r;printf("請輸入圓的半徑:\n");scanf("%f", &r);// 計算周長（宏PI會被替換為3.1415926）l = 2.0 * PI * r;// 計算面積（宏PI會被替換為3.1415926）s = PI * r * r;printf("l=%10.4f\ns=%10.4f\n", l, s);return 0;
}
宏展開后的效果

預處理后，代碼中PI會被直接替換為3.1415926，關鍵代碼展開如下：

l = 2.0 * 3.1415926 * r;
s = 3.1415926 * r * r;

2. 帶參數的宏定義

帶參數的宏定義允許宏名接收參數，替換時會將宏體中的參數占位符替換為實際傳入的參數，類似函數但無函數調用開銷（僅文本替換）。

語法
#define 宏名(參數列表) 替換表達式
注意事項（面試高頻考點）

帶參數的宏定義需注意括號的使用，若缺少括號可能導致運算優先級錯誤。例如：

  • 錯誤寫法：#define MULTI(a,b) a * b
    當調用MULTI(7+2, 3)時，展開為7+2*3，結果為13（不符合預期）；
  • 正確寫法：#define MULTI(a,b) (a) * (b)
    當調用MULTI(7+2, 3)時，展開為(7+2)*(3)，結果為27（符合預期）。
案例（demo02.c）
#include <stdio.h>// 帶參數的宏定義，宏名一般小寫（區分函數名）
#define MULTI_1(a,b) (a) * (b)  // 正確：參數加括號
#define MULTI_2(a,b) a * b      // 錯誤：參數無括號int main(int argc, char *argv[])
{// 調用MULTI_1：(7+2)*(3) = 27int result1 = MULTI_1(7+2, 3); printf("%d\n", result1);// 調用MULTI_2：7+2*3 = 13（結果不符合預期）int result2 = MULTI_2(7+2, 3); printf("%d\n", result2);return 0;
}

3. 宏定義的作用域

  • 默認作用域：#define命令需寫在函數外部，宏名的有效范圍從定義處開始，到本源文件結束；
  • 終止作用域：可通過#undef命令主動終止宏定義的作用域，后續代碼中該宏名不再生效。
案例（demo04.c）
#include <stdio.h>#define PI 3.14        // PI的有效范圍：從定義處（第8行）到#undef處（第18行）
#define DAY 29         // DAY的有效范圍：從定義處（第10行）到本源文件結束void func1()
{float r = 4;float s = PI * r * r;  // 預處理后：3.14 * r * r（PI有效）int day = DAY;         // 預處理后：29（DAY有效）
}#undef PI                 // 終止PI的作用域，后續代碼中PI失效
#define PI 3.1415926      // 重新定義PI，作用域從第20行到本源文件結束void func2()
{float r = 4;float s = PI * r * r;  // 預處理后：3.1415926 * r * r（新PI有效）int day = DAY;         // 預處理后：29（DAY仍有效）
}int main(int argc, char *argv[])
{return 0;
}

4. 宏定義的嵌套引用

宏定義支持嵌套，即一個宏的宏值中可以引用其他已定義的宏名，預處理時會逐層展開所有宏。

案例（demo04.c）
#include <stdio.h>#define R 3.0          // 定義宏R（半徑）
#define PI 3.14        // 定義宏PI（圓周率）
#define L 2 * PI * R   // 嵌套引用PI和R，計算周長
#define S PI * R * R   // 嵌套引用PI和R，計算面積// 錯誤示例：宏定義中不應加等號（會導致替換錯誤）
#define P_WIDTH = 800  
#define P_HEIGHT = 480
#define SIZE = P_WIDTH * P_HEIGHTint main(int argc, char *argv[])
{// 預處理后：L展開為2*3.14*3.0，S展開為3.14*3.0*3.0printf("L=%f\nS=%f\n", L, S);return 0;
}

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核心概念?CRC16? 是一種循環冗余校驗算法&#xff0c;屬于哈希函數的一種。它的核心目的是檢測數據的錯誤&#xff0c;通常用于數字網絡和存儲設備中&#xff0c;來驗證數據在傳輸或存儲后是否依然完整、無誤。你可以把它想象成一個數據的“指紋”或“摘要”。發送方計算出一…
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