学习嵌入式开发之C语言变量(三)

1 前言

在上一篇中我们介绍了C语言常见的几种数据类型（布尔型、字符型、短整型、整型以及浮点型），本篇我们继续上篇的内容开始介绍数组、指针、结构体、共用体和枚举型等几种数据类型。数据类型的知识点结构如下图1.1所示：

图1.1 数据类型知识结构

2 数据类型

C语言的数据类型不算是很多前面我们已经学习了一部分基础的了，对于一些简单的编程学习其实已经够用了，但是在实际的工作项目中往往需要用到一些更加复杂灵活的数据类型，这样才能使整个程序做到灵活、可读性好、结构清晰以及各个功能模块化。因此本篇我们将剩下的几个数据类型依依介绍一下。

2.1 数组

数组涉及到的知识点非常的多，这里我们只是介绍一些简单的使用，如果后面有时间我可能会单独写一篇来对数组进行一个详细的介绍和使用。

（1）数组变量定义

数组是多个相同数据类型的组合，里面的每个变量叫做数组元素；比如要定义10个整型的变量，如果我们一个个去定义的话需要定义10个显得十分的冗长与繁琐，这时我们就可以使用数组，只要定义一个包含十个元素的数组变量就可以了。如下图2.1所示：

图2.1 定义一个一维数组

在定义时可以指定每个元素的初始值，其指定方式采用“{}”的形式，每个初始值之间使用逗号分隔。如图2.2所示依次赋初值为：1,2,3,4,5。

图2.2 定义一个一维数组并赋初值

数组的数据类型可以是我们前面学习的那些数据类型，具体根据定义前面的关键字决定，当定义为字符型时，可以用来表示字符串。

（2）数组使用

数组有这么多的元素那么我们如何操作我们想要的那个元素呢，这里又引入一个新的名词：数组下标。通过下标我们就可以访问数组里面的任意元素了，值得注意的是数组下标是从0开始的，即第一个元素的下标为0；例如Array1[0]表示第一个元素，Array1[9]表示第10个元素。还有一点一定要注意就是数组的下标一定不要超过定义的大小，否则会产生数组越界导致不可预计的问题。通过数组下标即可像正常变量一样来操作任意数组的元素了。

（3）数组维数

上面我们举例都是采用的一维数组，其实数组可以分为一维、二维、三维等多维数组的。不过我们通常使用到的都是一维或者二维数组。把数组比作教室里面的座椅的话，那么一维数组就是一列有多少排座位，二维数组就是表示有多少列多少排的座位。其定义如下图2.3所示：

图2.3 定义一个二维数组

2.2 指针

指针涉及到的知识也同样是非常的多它也是整个C语言的精髓所在，可以说掌握了它基本上就已经掌握了C语言。使用它可以使得整个程序编写变得相当的简洁灵活。这里我也是先简单地介绍一下它，等后续再作为单独的一章来对它进行讲解。指针它是用于存储内存地址的一个变量，通过它我们可以对任意地址里的数据内容进行操作。（这一点也是我们初学者特别要注意的，一定不要指向非法的地址进行读写操作，否则会导致不可预知的异常）

（1）指针变量定义

指针的数据类型没有固定格式，同样可以是前面我们学习的那几种数据类型的一种，也可以是自定义的结构体类型，具体需要使用什么类型的需要根据它最终需要指向的数据的数据类型而定。指针有两个重要的关键字需要掌握分别是“*”和“&”，“*”是定义时指明这是一个指针变量，同时也是在指针使用时在前面加上它表示取值（操作指针指向地址里面的数值，与正常变量一样使用）。而“&”表示取地址，是指获取某个变量的地址。例如我们定义的一个整型指针变量如图2.4所示：

图2.4 定义一个指针变量

可以看到与定义整型变量相比较只是在变量名前面加了一个关键字“*”,“NULL”是C语言的一个关键字表示空（0）,通常定义指针时让其指向一个空地址。

（2）指针使用

指针的使用基本上与普通变量类似，只是我们要记住它指向的是一个地址，如果想要操作地址里面的值时，需要在他前面加上“*”，如下图2.5所示：

图2.5 指针变量使用

第42行指针p_Var先是通过&取值符指向变量Var_a的内存地址，这样操作p_Var就等于操作Var_a。（地址一样）第44行时将*p_Var赋值为5，因为变量名前加了*，因此是给指针变量p_Var指向的地址赋值（相当于给变量Var_a赋值），所以最后Var_a变量的值会改变成5。

除了上述中的指针，还有指向指针的指针等更为复杂的知识，这里就先不给大家介绍了，免得大家望而生怯。

2.3 结构体

前面我们说了数组是多个相同变量的集合，那么结构体就是多个不同变量的集合，当我们一个程序里面有许多零散的变量，而我们想要将他们分类归纳的时候就需要使用到结构体了。

结构体有两种定义方式，这里我们只介绍其中一种，主要使用关键字typedef struct。如图2.6所示：

图2.6 结构体变量的使用

可以在里面定义各种数据类型的变量，而STRUCT_DATA_TYPE_DEF表示我们定义的这个结构体的名字，通过这个结构体名字我们就可以定义我们想要的结构体变量了，而想要操作里面的某个变量只需要以结构体变量加.的方式就可以访问，如下图2.7所示

图2.7 结构体中的变量访问

2.4 共用体

共用体是指多个变量共用一个内存的形式，常结合结构体用于不同数据类型的转换，以及位操作。

如图2.8，定义的一个共用体表示变量_f、_u32、s32共用一块内存，可以通过不同的数据类型使用不同的变量，而他们的地址都是指向同一个。

图2.8 共用体数据类型结构定义

如图2.9，定义的一个结构体加共用体的形式，当需要访问一个变量其中某一位时可以使用该种形式，其使用方式与结构体的使用方式一致。

图2.9 共用体结合结构体使用

2.5 枚举型

枚举型主要的作用是将变量的值依依列举出来使其指定一个自定义的标识符从而在编程时可以一目了然而不用去记固定的数值。其定义方式使用关键字typedef enum，如图2.9所示

图2.10 枚举型结构定义

使用该枚举结构的变量其数值0,1,2,3,4就可以使用使用step0, step1, step2, step3, step4来表示，而且如果该变量的值超出该范围时编译器还会提示警告，极大地提升了我们程序的可读性和易错性。

3 总结

本篇的篇幅较长但是里面描述的知识点却还是一些简单基础的，想要详细地讲解清楚这点篇幅是远远不够的；不过大家掌握了这些在实际的过程中也基本够用了，因为编程往往使用越简单的语句越好。C语言的变量类型基本上就这些了大家一定要把这些基础知识都掌握了，如果大家有哪里不懂的可以随时在评论区进行留言，我一定会知无不言言无不尽的给大家进行解答。同时大家感兴趣的话可以关注我，我会不定期地持续带大家一起学习嵌入式方面的相关知识。