我們?cè)谇斑厡W(xué)數(shù)據(jù)類型的時(shí)候，主要是字符型、整型、浮點(diǎn)型等基本類型，而學(xué)數(shù)組的時(shí)候，數(shù)組的定義要求數(shù)組元素必須是相同的數(shù)據(jù)類型。在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)候還需要把不同類型的數(shù)據(jù)組成一個(gè)有機(jī)的整體來處理，這些組合在一個(gè)整體中的數(shù)據(jù)之間還有一定的聯(lián)系，比如一個(gè)學(xué)生的姓名、性別、年齡、考試成績(jī)等，這就引入了復(fù)合數(shù)據(jù)類型。復(fù)合數(shù)據(jù)類型主要包含結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型、共用體數(shù)據(jù)類型和枚舉體數(shù)據(jù)類型。

結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型

首先我們回顧一下上面的例程，我們把 DS1302 的7個(gè)字節(jié)的時(shí)間放到一個(gè)緩沖數(shù)組中，然后把數(shù)組中的值稍作轉(zhuǎn)換顯示到液晶上，這里就存在一個(gè)小問題，DS1302 時(shí)間寄存器的定義并不是我們常用的“年月日時(shí)分秒”的順序，而是在中間加了一個(gè)字節(jié)的“星期幾”，而且每當(dāng)我要用這個(gè)時(shí)間的時(shí)候都要清楚的記得數(shù)組的第幾個(gè)元素表示的是什么，這樣一來，一是很容易出錯(cuò)，二是程序的可讀性不強(qiáng)。當(dāng)然你可以把每一個(gè)元素都定一個(gè)明確的變量名字，這樣就不容易出錯(cuò)也易讀了，但結(jié)構(gòu)上卻顯得很零散了。于是，我們就可以用結(jié)構(gòu)體來將這一組彼此相關(guān)的數(shù)據(jù)做一個(gè)封裝，它們既組成了一個(gè)整體，易讀不易錯(cuò)，而且可以單獨(dú)定義其中每一個(gè)成員的數(shù)據(jù)類型，比如說把年份用 unsigned int 類型，即4個(gè)十進(jìn)制位來表示顯然比2位更符合日常習(xí)慣，而其它的類型還是可以用2位來表示。結(jié)構(gòu)體本身不是一個(gè)基本的數(shù)據(jù)類型，而是構(gòu)造的，它每個(gè)成員可以是一個(gè)基本的數(shù)據(jù)類型或者是一個(gè)構(gòu)造類型。

結(jié)構(gòu)體既然是一種構(gòu)造而成的數(shù)據(jù)類型，那么在使用之前必須先定義它。

聲明結(jié)構(gòu)體變量的一般格式如下：

    struct  結(jié)構(gòu)體名 {
        類型 1
        類型 2
        ……
        類型 n
        變量名1;
        變量名2;
        變量名 n;
    } 結(jié)構(gòu)體變量名1, 結(jié)構(gòu)體變量名2, ... 結(jié)構(gòu)體變量名 n;

這種聲明方式是在聲明結(jié)構(gòu)體類型的同時(shí)又用它定義了結(jié)構(gòu)體變量，此時(shí)的結(jié)構(gòu)體名是可以省略的，但如果省略后，就不能在別處再次定義這樣的結(jié)構(gòu)體變量了。這種方式把類型定義和變量定義混在了一起，降低了程序的靈活性和可讀性，因此我們并不建議采用這種方式，而是推薦用以下這種方式：

 struct  結(jié)構(gòu)體名 {
        類型1  變量名1；
        類型2  變量名2；
        ……
        類型 n  變量名 n；
    };
    struct  結(jié)構(gòu)體名 結(jié)構(gòu)體變量名1, 結(jié)構(gòu)體變量名2, ... 結(jié)構(gòu)體變量名 n;

為了方便大家理解，我們來構(gòu)造一個(gè)實(shí)際的表示日期時(shí)間的結(jié)構(gòu)體。

struct sTime { //日期時(shí)間結(jié)構(gòu)體定義
    unsigned int year; //年
    unsigned char mon;  // 月
    unsigned char day;  // 日
    unsigned char hour; // 時(shí)
    unsigned char min; // 分
    unsigned char sec; // 秒
    unsigned char week;  // 星期
};
struct sTime bufTime;

struct 是結(jié)構(gòu)體類型的關(guān)鍵字，sTime 是這個(gè)結(jié)構(gòu)體的名字，bufTime 就是定義了一個(gè)具體的結(jié)構(gòu)體變量。那如果要給結(jié)構(gòu)體變量的成員賦值的話，寫法是

    bufTime.year = 0x2013;
    bufTime.mon = 0x10;

數(shù)組的元素也可以是結(jié)構(gòu)體類型，因此可以構(gòu)成結(jié)構(gòu)體數(shù)組，結(jié)構(gòu)體數(shù)組的每一個(gè)元素都是具有相同結(jié)構(gòu)類型的結(jié)構(gòu)體變量。例如我們前邊構(gòu)造的這個(gè)結(jié)構(gòu)類型，直接定義成 struct sTime bufTime[3];就表示定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)體數(shù)組，這個(gè)數(shù)組的3個(gè)元素，每一個(gè)都是一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量。同樣的道理，結(jié)構(gòu)體數(shù)組中的元素的成員如果需要賦值，就可以寫成

    bufTime[0].year = 0x2013;
    bufTime[0].mon = 0x10;

一個(gè)指針變量如果指向了一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量的時(shí)候，稱之為結(jié)構(gòu)指針變量。結(jié)構(gòu)指針變量是指向的結(jié)構(gòu)體變量的首地址，通過結(jié)構(gòu)體指針也可以訪問到這個(gè)結(jié)構(gòu)變量。

結(jié)構(gòu)指針變量聲明的一般形式如下：

    struct sTime *pbufTime;

這里要特別注意的是，使用結(jié)構(gòu)體指針對(duì)結(jié)構(gòu)體成員的訪問，和使用結(jié)構(gòu)體變量名對(duì)結(jié)構(gòu)體成員的訪問，其表達(dá)式有所不同。結(jié)構(gòu)體指針對(duì)結(jié)構(gòu)體成員的訪問表達(dá)式為

    pbufTime->year = 0x2013;

或者是

    (*pbufTime).year = 0x2013;

很明顯前者更簡(jiǎn)潔，所以推薦大家使用前者。

共用體數(shù)據(jù)類型

共用體也稱之為聯(lián)合體，共用體定義和結(jié)構(gòu)體十分類似，我們同樣是推薦以下形式：

     union 共用體名 {
        數(shù)據(jù)類型1  成員名1；
        數(shù)據(jù)類型2  成員名2；
        ……
        數(shù)據(jù)類型 n  成員名 n；
    };
    union 共用體名 共用體變量;

共用體表示的是幾個(gè)變量共用一個(gè)內(nèi)存位置，也就是成員1、成員2……成員 n 都用一個(gè)內(nèi)存位置。共用體成員的訪問方式和結(jié)構(gòu)體是一樣的，成員訪問的方式是：共用體名.成員名，使用指針來訪問的方式是：共用體名->成員名。

共用體可以出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)體內(nèi)，結(jié)構(gòu)體也可以出現(xiàn)在共用體內(nèi)，在我們編程的日常應(yīng)用中，最多應(yīng)用是結(jié)構(gòu)體出現(xiàn)在共用體內(nèi)，例如：

union{
    unsigned int value;
    struct{
        unsigned char first;
        unsigned char second;
    } half;
} number;

這樣將一個(gè)結(jié)構(gòu)體定義到一個(gè)共用體內(nèi)部，我們?nèi)绻捎脽o符號(hào)整型賦值的時(shí)候，直接調(diào)用 value 這個(gè)變量，同時(shí)，我們也可以通過訪問或賦值給 first 和 second 這兩個(gè)變量來訪問或修改 value 的高字節(jié)和低字節(jié)。

這樣看起來似乎是可以高效率的在 int 型變量和它的高低字節(jié)之間切換訪問，但請(qǐng)回想一下，我們?cè)诮榻B數(shù)據(jù)指針的時(shí)候就曾提到過，多字節(jié)變量的字節(jié)序取決于單片機(jī)架構(gòu)和編譯器，并非是固定不變的，所以這種方式寫好的程序代碼在換到另一種單片機(jī)和編譯環(huán)境后，就有可能是錯(cuò)的，從安全和可移植的角度來講，這樣的代碼是存在隱患的，所以現(xiàn)在諸多以安全為首要訴求的 C 語言編程規(guī)范里干脆直接禁止使用共用體。我們雖然不禁止，但也不推薦你用，除非你清楚的了解你所使用的開發(fā)環(huán)境的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

共用體和結(jié)構(gòu)體的主要區(qū)別如下：

• 結(jié)構(gòu)體和共用體都是由多個(gè)不同的數(shù)據(jù)類型成員組成，但在任何一個(gè)時(shí)刻，共用體只能存放一個(gè)被選中的成員，而結(jié)構(gòu)體所有的成員都存在。
• 對(duì)于共同體的不同成員的賦值，將會(huì)改變其它成員的值，而對(duì)于結(jié)構(gòu)體不同成員的賦值是相互之間不影響的。

枚舉數(shù)據(jù)類型

在實(shí)際問題中，有些變量的取值被限定在一個(gè)有限的范圍內(nèi)。例如，一個(gè)星期從周一到周日有7天，一年從1月到12月有12個(gè)月，蜂鳴器有響和不響兩種狀態(tài)等等。如果把這些變量定義成整型或者字符型不是很合適，因?yàn)檫@些變量都有自己的范圍。C 語言提供了一種稱為“枚舉”的類型，在枚舉類型的定義中列舉出所有可能的值，并可以為每一個(gè)值取一個(gè)形象化的名字，它的這一特性可以提高程序代碼的可讀性。

枚舉的說明形式如下：

    enum 枚舉名{
        標(biāo)識(shí)符 1[=整型常數(shù)],
        標(biāo)識(shí)符 2[=整型常數(shù)],
        ……
        標(biāo)識(shí)符 n[=整型常數(shù)]
    };
    enum 枚舉名 枚舉變量;

枚舉的說明形式中，如果沒有被初始化，那么“=整型常數(shù)”是可以被省略的，如果是默認(rèn)值的話，從第一個(gè)標(biāo)識(shí)符順序賦值0、1、2??，但是當(dāng)枚舉中任何一個(gè)成員被賦值后，它后邊的成員按照依次加1的規(guī)則確定數(shù)值。

枚舉的使用，有幾點(diǎn)要注意：

• 枚舉中每個(gè)成員結(jié)束符是逗號(hào)，而不是分號(hào)，最后一個(gè)成員可以省略逗號(hào)。
• 枚舉成員的初始化值可以是負(fù)數(shù)，但是后邊的成員依然依次加1。
• 枚舉變量只能取枚舉結(jié)構(gòu)中的某個(gè)標(biāo)識(shí)符常量，不可以在范圍之外。