TUhjnbcbe - 2024/9/15 16:24:00
结构体，怎么理解？你可以把它想象成一个桌面上的文件夹，这个文件夹里面可以有各种各样的文件，当然也还可以再有文件夹的存在，文件夹里面再放文件……。如果你要修改其中一个文件的内容，就是首先通过桌面上的那个文件夹作为入口，然后一个一个的进入文件夹去寻找你需要的文件，找到之后就可以随你修改了。long、unsignedint、short、char（相当于各种文件类型，比如.txt、.c、.h）这些关键字是否很熟悉？这都是C语言定义好的数据类型，直接拿来用就行了。但是我想自定义一个别的类型的数据怎么办？就靠struct了。结构体，顾名思义，就是将一个个数据类型构成一个数据类型以方便使用。比如说一个24位的像素，有R、G、B三种颜色，每种颜色都用8bit表示，如果使用一般的方法怎么表示呢？看图：这样表示当然没有问题，也能解决你的需求，但是你在使用的时候会发现，通常他们使用场合一样，只是有的时候需要使用Red值，有的时候需要Green，有的时候可能又要改Blue，但它们的共同点是都是用来表示一个像素的，那么有没有办法把这些数据类型组合起来方便调用呢？当然有，就是今天的主角，struct。我们先看看使用struct如何表示一个像素（用文件夹装在一起）：Pixel中文表示像素，这样就通过这个结构体将三个数据结合在一起了，并且这个新组合的数据类型就叫Pixel，和int、char等类似。那么我们如何像使用int、char一样定义一个代表像素的数据类型呢？就是通过struct+结构体名定义了。这里定义了两个像素，每个像素下都有Red、Green、Blue这三个字节数据，也就是说共有六个字节的空间：那么对于这些数据如何使用呢？比如说要设置Red=，Green=，Blue=：这样就行了，是不是很简单呢！如果你的MDK开启了输入补充功能，那么写这些代码就更容易了：可以看到你在敲完Pixel1.的圆点后，结构体的成员立马出来了，这时候你就能自己选择哪一个成员了，是不是很方便呢。不然一个结构体那么多成员，怎么记得住啊。如果你用这个结构体数据类型定义了一个结构体指针，那么就通过-箭头调用，相当方便的。而且如果你想对整个结构体进行赋值也是很方便的事情：相同结构体之间赋值这样一条语句就将三个成员变量的值进行了修改，和通过关键字定义的变量并没什么区别。但还有一点，每次定义一个结构体变量都要敲struct关键字还是很麻烦的事情，所以这个时候可以使用typedef这个关键字了（关于typedef可以看这里C语言之类型定义（typedef））：这样声明之后，每次要定义一个新的Pixel结构体，只要使用Pixel就行了，而不必加入struct来声明这是一个结构体。而为了让自己知道这是一个自己定义的数据类型，一般会在名称后面加_t或者TypeDef等。比如GPIO结构体。并且结构体（文件夹）里面还可以套结构体（文件夹），被套的结构体里面也可能有结构体……。不仅能套结构体（文件夹），指针、联合体、枚举、数组（各种文件）也都是一样的，而常规的char、int等更不用说了，完全按你的心意随意组合就是了（比如上面的结构体套了uint16_t和两个结构体）。这些数据类型都可以通过结构体形成一个数据结构类型，是不是感觉特别方便啊。小项目可能结构体用的不多，但是大项目如果不用结构体，那么操作数据类型是一件很麻烦的事情，所以一定要学会使用结构体。当然了，套用的结构体多了，对运行效率还是有一些影响的，对一些性能要求比较高的地方可以不用结构体，或者通过一些方法提高效率，不然你套的深了，寻找其中的成员变量还是需要不少指令消耗的，这一点需要引起注意。另外，编译器为了优化读写效率，可能会对数据类型进行填充：这个存储空间应该是1+1+1+4=7，但是实际上是8（你可以通过sizeof()测试），就是因为STM32的处理字长为4个字节，是最快的读写长度，所以对变量Reserve进行了4字节对齐。它的存放位置如下：当然这个是可以通过对齐方式进行修改的，但最好不要，因为这样会降低读写效率，除非是那种定义好的通信协议，那没办法，只能改了（这个坑千万要注意）。有的时候可能需要获取结构体的偏移地址，此时就可用通过以下方法获取：结构体偏移量计算宏（非常规方法）：比如说要获取Green在结构体Pixel的偏移地址，就可以通过上面的宏进行计算：Offset的结果就是1，因为前一个Red共占用了一个字节空间，所以它的偏移地址就是1。