一、宏定义(#define)
宏定义是预处理指令,用来给常量、表达式或代码片段起别名,预处理阶段会直接替换文本
1、常量宏 #define PI 3.1415926 #define MAX_NUM 100 2. 带参数的宏 #define ADD(a, b) ((a) + (b)) // 加括号避免优先级问题 #define SQUARE(x) ((x) * (x))宏替换是 “文本替换”,比如SQUARE(3+2)会变成(3+2)*(3+2)(加括号才正确,否则会变成3+2*3+2)
宏替换无类型检查,可能会导致出错(比如传非数值类型)
注意结尾不要加分号,否则会导致替换出来的值报错
二、结构体(struct)
结构体用来封装不同类型的数据(比如一个学生的姓名、年龄、成绩)
1、定义结构体类型 struct Student { char name[20]; // 姓名 int age; // 年龄 float score; // 成绩 }; 2、定义结构体变量并初始化 struct Student stu1 = {"张三",19,60.5}; 3. 访问结构体成员(用.操作符) printf("姓名:%s,年龄:%d,成绩:%.1f\n", stu1.name, stu1.age, stu1.score); 4. 修改成员 strcpy(stu1.name, "李四"); // 字符串赋值用strcpy,不能直接stu1.name="李四" stu1.score = 98.0; printf("修改后:%s,%d,%.1f\n", stu1.name, stu1.age, stu1.score); 5. 结构体指针(用->操作符) struct Student *p = &stu1; printf("通过指针访问:%s,%d\n", p->name, p->age);结构体类型是(struct 结构体名),比如(struct Student),不能省略struct
结构体占用的内存是成员变量的内存之和(可能有内存对齐,比如 char [20]+int+float 通常占 28 字节)
结构体可以嵌套使用
三、共用体(union)
共用体和结构体用法类似,不同在于共用体是共享内存
1、定义共用体 union Data { int i; float f; char c; }; union Data d; printf("共用体大小:%zu 字节\n", sizeof(d)); // 输出4(取最大成员float的大小) 2、赋值int成员 d.i = 100; printf("d.i = %d\n", d.i); // 输出100 // 此时访问f/c会是乱码(内存被覆盖) printf("d.f = %f\n", d.f); // 输出无意义的浮点数 3、赋值float成员(覆盖之前的int内存) d.f = 3.14f; printf("d.f = %.2f\n", d.f); // 输出3.14 printf("d.i = %d\n", d.i); // 输出浮点数3.14对应的整数编码(乱码)共用体大小 = 最大成员的大小
常用于 “异构数据” 场景(比如存储不同类型但不同时使用的数据),或解析二进制数据(比如拆分整型的字节)。
四、typedef
typedef 用来给已有类型起 “别名”,简化复杂类型的书写(比如结构体、指针、数组)
1、给基本类型起别名 typedef int MyInt; typedef float Score; 2、给结构体起别名(最常用) typedef struct { // 匿名结构体+typedef,直接定义别名 char name[20]; int age; } Student; // 别名是Student,无需写struct Student 3、给指针类型起别名 typedef int* IntPtr; MyInt a = 10; // 等价于int a=10 Score s = 95.5; // 等价于float s=95.5 Student stu = {"王五", 20}; // 直接用Student,不用struct printf("姓名:%s,年龄:%d\n", stu.name, stu.age); IntPtr p = &a; // 等价于int *p=&a printf("*p = %d\n", *p); // 输出10typedef不创建新类型,只是给现有类型起别名
对比 #define:typedef 有类型检查,#define 只是文本替换
五、枚举(enum)
枚举用来定义一组有名字的常量(比如星期、颜色、状态码),增强代码可读性
1、定义枚举类型(默认从0开始,依次+1) enum Week { MON, // 0 TUE, // 1 WED, // 2 THU, // 3 FRI, // 4 SAT, // 5 SUN // 6 }; 2、自定义枚举值 enum Color { RED = 1, GREEN = 3, BLUE = 5 }; enum Week today = WED; printf("今天是周%d\n", today); // 输出2 enum Color c = GREEN; printf("绿色的枚举值:%d\n", c); // 输出3 if (today == 2) // 枚举本质是整型,可以赋值/比较 { printf("今天是周三\n"); }枚举常量是整型,可直接用整数赋值(但不建议,失去枚举的意义)
常用于替代魔法数字(比如用SUCCESS=0、ERROR=1代替直接写 0/1)
六、位操作
位操作直接操作二进制位,效率极高,常用于硬件控制、数据压缩、权限管理等场景。核心运算符:&(按位与)、|(按位或)、^(按位异或)、~(按位取反)、<<(左移)、>>(右移)
int a = 6; // 二进制:0110 int b = 3; // 二进制:0011 1、按位与(对应位都为1才为1) printf("a&b = %d\n", a & b); // 0010 → 2 2、按位或(对应位有一个1就为1) printf("a|b = %d\n", a | b); // 0111 → 7 3、按位异或(对应位不同为1) printf("a^b = %d\n", a ^ b); // 0101 → 5 4、按位取反(所有位取反,包括符号位) printf("~a = %d\n", ~a); // 补码运算,结果为-7 5、左移(乘以2^n) printf("a<<1 = %d\n", a << 1); // 1100 → 12 6、右移(除以2^n,符号位不变) printf("a>>1 = %d\n", a >> 1); // 0011 → 3位操作只适用于整型(char、short、int、long)
左移 / 右移不要超出类型的位数(比如 int 是 32 位,左移 32 位未定义)
无符号数右移补 0,有符号数右移补符号位(正数补 0,负数补 1)
七、malloc(动态内存分配)
malloc 用来在堆区动态分配内存,使用后必须用free释放,否则内存泄漏
1、分配单个int的内存 int *p1 = (int*)malloc(sizeof(int)); if (p1 == NULL) { // 必须检查是否分配成功(内存不足时返回NULL) perror("malloc failed"); return 1; } *p1 = 100; printf("*p1 = %d\n", *p1); 2、分配数组内存(5个int) int *arr = (int*)malloc(5 * sizeof(int)); if (arr == NULL) { perror("malloc arr failed"); free(p1); // 先释放已分配的内存 return 1; } // 赋值并遍历 for (int i = 0; i < 5; i++) { arr[i] = i + 1; printf("%d ", arr[i]); // 输出1 2 3 4 5 } printf("\n"); 3、分配结构体内存 typedef struct { char name[20]; int age; } Stu; Stu *stu = (Stu*)malloc(sizeof(Stu)); if (stu == NULL) { perror("malloc stu failed"); free(p1); free(arr); return 1; } strcpy(stu->name, "赵六"); stu->age = 22; printf("姓名:%s,年龄:%d\n", stu->name, stu->age); 4、释放内存(必须释放,且只释放一次) free(p1); free(arr); free(stu); // 释放后指针置NULL,避免野指针 p1 = NULL; arr = NULL; stu = NULL;malloc(size):参数是要分配的字节数,返回void*需强制类型转换
分配失败返回NULL,必须检查,否则会导致段错误
内存泄漏:分配的内存未释放,程序结束前一直占用堆空间(长期运行的程序会耗光内存)