单片机C语言教程（17）C51结构、联合和枚举的使用

JUMU

2019/09/14 12:59:28

结构

结构是一种数据的集合体，它能按需要将不一样类型的变量组合在一起，整个集合体用一个结构变量名表示，组成这个集合体的各个变量称为结构成员。理解结构的概念，能用班级和学生的关系去理解。班级名称就相当于结构变量名，它代表所有同学的集合，而每个同学就是这个结构中的成员。使用结构变量时，要先定义结构类型。一般定义格式如下：

struct 结构名 {结构元素表};

例子：

struct FileInfo
{
unsigned char FileName[4]; unsigned long Date; unsigned int Size;
}

上面的例子中定义了一个简单的文件信息结构类型，它可用于定义用于简单的单片机(one-board computer)文件信息，结构中有三个元素，分别用于操作文件名、日期、大小。因为结构中的每个数据成员能使用不一样的数据类型，所以要对每个数据成员进行数据类型定义。定义好一个结构类型后，能按下面的格式进行定义结构变量，要注意的是只有结构变量才能参与程序的执行，结构类型只是用于说明结构变量是属于那一种结构。

struct 结构名结构变量名 1，结构变量名 2……结构变量 N；例子：struct FileInfo NewFileInfo, OleFileInfo;

通过上面的定义 NewFileInfo 和 OleFileInfo 都是 FileInfo 结构，都具有一个字符型数组一个长整型和一个整形数据。定义结构类型只是给出了这个结构的组织形式，它不会占用存储空间，也就说结构名是不能进行赋值和运算等操作的。结构变量则是结构中的具体成员，会占用空间，能对每个成员进行操作。

结构是允许嵌套的，也就是说在定义结构类型时，结构的元素能由另一个结构构成。如：

struct clock
{
unsigned char sec, min, hour;
}
struct date
{
unsigned int year;
unsigned char month, day;
struct clock Time; //这是结构嵌套
}
struct date NowDate; //定义 data 结构变量名为 NowDate

开始学习的朋友看到这可能会发问：“各个数据元素要如何引用、赋值呢？”使用结构变量时是通过对它的结构元素的引用来实现的。引用的方法是使用存取结构元素成员运算符“.” 来连接结构名和元素名，格式如下：
结构变量名.结构元素
要存取上例结构变量中的月份时，就要写成 NowDate..year。而嵌套的结构，在引用元素时就要使用多个成员运算符，一级一级连接到最低级的结构元素。要注意的是在单片机(one-board computer)c语言中只能对最低级的结构元素进行访问，而不可能对整个结构进行操作。操作例子：

NowDate.year = 2005;
NowDate.month = OleMonth+ 2; //月份数据在旧的基础上加 2
NowDate.Time.min++; //分针加 1，嵌套时只能引用最低一级元素一个结构变量中元素的名字能和程序中其他地方使用的变量同名，因为元素是属于它所在的结构中，使用时要用成员运算符指定。

结构类型的定义还能有如下的两种格式。
struct
{
结构元素表
} 结构变量名 1，结构变量名 2……结构变量名 N;
例：

struct
{
unsigned char FileName[4]; unsigned long Date; unsigned int Size;
} NewFileInfo, OleFileInfo;

这一种定义方式定义没有使用结构名，称为无名结构。通常会用于程序中只有几个确定的结构变量的场合，不能在其它结构中嵌套。
另一种定义方式如下：

struct 结构名
{
结构元素表
} 结构变量名 1，结构变量名 2……结构变量名 N;
例：struct FileInfo
{
unsigned char FileName[4]; unsigned long Date; unsigned int Size;
} NewFileInfo, OleFileInfo;

使用结构名能便于阅读程序和便于以后要在定义其它结构中使用。枚举
在程序中经常要用到一些变量去做程序中的判断标志。如经常要用一个字符或整型变量
去储存 1 和 0 做判断条件真假的标志，但我们也许会疏忽这个变量只有当等于 0 或 1 才是有

效的，而将它赋上别的值，而使程序出错或变的混乱。这个时候能使用枚举数据类型去定义变量，限制错误赋值。枚举数据类型就是把某些整型常量的集合用一个名字表示，其中的整型常量就是这种枚举类型变量的可取的合法值。枚举类型的二种定义格式如下：
enum 枚举名 {枚举值列表} 变量列表;
例

enum TFFlag {False, True} TFF;
enum 枚举名 {枚举值列表};
emum 枚举名变量列表;

例

enum Week {Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat};
enum Week OldWeek, NewWeek;

看了上面的例子，你也许有一个地方想不通，那就是为什么枚举值不用贬值就能使用？那是因为在枚举列表中，每一项名称代表一个整数值，在默认的情况下，编译器会自动为每一项赋值，第一项赋值为 0，第二项为 1…...如 Week 中的 Sun 为 0，Fri 为 5。C 语言也允许对各项值做初始化赋值，要注意的是在对某项值初始化后，它的后续的各项值也随之递增。如：

enum Week {Mon=1, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat, Sun};

上例的枚举就使 Week 值从 1 到 7，这样会更符合我们的习惯。使用枚举就如变量一样，但在程序中不能为其赋值。
联合
联合同样是 C 语言中的构造类型的数据结构。它和结构类型一样能包含不一样类型的数据元素，所不一样的是联合的数据元素都是从同一个数据地址开始存放。结构变量占用的内存大小是该结构中数据元素所占内存数的总和，而联合变量所占用内存大小只是该联合中最长的元素所占用的内存大小。如在结构中定义了一个 int 和一个 char，那么结构变量就会占
用 3 个字节的内存，而在联合中同样定义一个 int 和一个 char，联合变量只会占用 2 个字节。这种能充分利用内存空间的技术叫‘内存覆盖技术’，它能使不一样的变量分时的使用同一个内存空间。使用联合变量时要注意它的数据元素只能是分时使用，而不能同时使用。举个简单的例子，程序先为联合中的 int 赋值 1000，后来又为 char 赋值 10,那么这个时候就不能引用
int 了，不然程序会出错，起作用的是最后一次赋值的元素，而上一次赋值的元素就失效了。使用中还要注意定义联合变量时不能对它的值初始化、能使用指向联合变量的指针对其操作、联合变量不能作为函数的参数进行传递，数组和结构能出现在联合中。
联合类型变量的定义方法和结构的定义方法差不多，只要把关键字 struct 换用 union 就能了。联合变量的引用方法除也是使用‘.’成员运算符。
下面就用一个综合的例子说明三种类型的简单使用。

#include <AT89X51.H>
#include <stdio.h>
void main(void)
{
enum TF {
False, True} State; //定义一个枚举，使程序更易读
union File { //联合中包含一数组和结构，
unsigned char Str[11]; //整个联合共用 11 个字节内存
struct FN {
unsigned char Name[6],EName[5];} FileName;
} MyFile;
unsigned char Temp;
SCON = 0x50; //串行口方式 1,允许接收
TMOD = 0x20; //定时器 1 定时方式 2
TCON = 0x40; //设定时器 1 开始计数
TH1 = 0xE8; //11.0592MHz 1200 波特率
TL1 = 0xE8; TI = 1;
TR1 = 1; //启动定时器
State = True; //这里演示 State 只能赋为 False,True 两个值,其它无效
//State = 3;这样是错误的
printf ("Input File Name 5Byte: \n");
scanf("%s", MyFile.FileName.Name); //保存 5 字节字符串要 6 个字节
printf ("Input File ExtendName 4Byte: \n");
scanf("%s", MyFile.FileName.EName);
if (State == True)
{
printf ("File Name : ");
for (Temp=0; Temp<12; Temp++)
printf ("%c", MyFile.Str[Temp]); //这里列出所有的字节
printf ("\n Name :");
printf ("%s", MyFile.FileName.Name);
printf ("\n ExtendName :");
printf ("%s", MyFile.FileName.EName);
}
while(1);
}

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