枚举类 typede fmalloc 函数   free 函数 位运算

一、枚举类

   "枚举"（Enumeration，简称 Enum）是一种数据类型，它允许程序员定义一组命名的整型常量，这组常量代表了一个集合中的成员。枚举类型使得代码更加清晰易读，同时提高了代码的可维护性和安全性。 
作用:
    1.为了提高代码可读性 
    2.提高代码的安全性 

1. 定义

语法：

enum 枚举名
	{
	   列举各种值1,  //枚举元素//枚举常量
       列举各种值2,
	};
enum fire 
	{
	  LITTLE_FIRE,
	  MIDDILE_FIRE, 
	  LARGE_FIRE, 
	}; 

 列举各种值，之间用逗号隔开，不需要写类型名 

2.注意

    1. 表示 定义了一种 枚举类型 
    2. 枚举中逐个列举的值，默认是从0开始  
       如果有给定的值，则后续没有给值的 枚举元素 依次 加1 
    3. 枚举类型的 本质 实际是一个int类型的数据 
    4. 枚举类型的变量 与 整型类型的变量通用的   

与 宏定义对比  
       区别:使用阶段不同 宏定义 --- 预处理阶段 
                                      枚举   --- 编译阶段 要检查语法  运行阶段 参与代码运行 
        可读性 
                 都提高了可读性 
                 枚举，更能说明有相关性的一些值间关系

练习:
        从键盘输入 1~7 
        打印对应的星期英文

#include
 
enum weekday
{
	Monday=1,
	Tuesday,
	Wednesday,
	Thursday,
	Friday,
	Saturday,
	Sunday,
};
 
int main(void)
{
	typedef int INT ;
	INT n,a=9;
	scanf("%d",&n);
	switch(n)
	{
	case Monday:
		printf("Monday!\n");
		break;
	case Tuesday:
		printf("Tuesday!\n");
		break;
	case Wednesday:
		printf("Wednesday!\n");
		break;
	case Thursday:
		printf("Thursday!\n");
		break;
	case Friday:
		printf("Friday!\n");
		break;
	case Saturday:
		printf("Saturday!\n");
		break;
	case Sunday:
		printf("Sunday!\n");
		break;
	default:
		printf("No!\n");
		break;
	}
}

二、typedef

  typedef是 C 语言中的一个关键字，用于为现有的数据类型定义新的名称或别名。它的主要作用是简化代码，使得代码更加易读、易维护，尤其是在处理复杂数据类型时。

typedef （type define）  
            本意 不是定义类型，而是给类型起别名 

用法：

#include 
 
typedef int Integer;  // 将 int 类型重命名为 Integer
 
int main() {
    Integer a = 10; // 使用新的类型别名
    printf("Value of a: %d\n", a);
    return 0;
}

三、位运算

    位运算：可以直接操作二进制位 ，控制硬件。

1.按位与 (&)

运算规则:一假则假    

eg:
      0xaa 
	  1010 1010 
	  0011 0011 &
	  ---------
	  0010 0010 0x22 

作用：可以用来‘置0’

2.按位或（|）

运算规则:一真则真 

      1010 1010    // 0xaa 
	  0011 0011  | // 0x33 
	  ---------
	  1011 1011    //0xbb 

3.按位取反 (~)

运算规则:真假相对 

int a = 5;  // 二进制：0000 0101
int c = ~a; // 结果：1111 1010，即 -6 （在32位系统中）

4. 按位异或 (^)

  运算规则:相同为 0,不同为 1 

  1010 1010   // 0xaa 
  0011 0011 ^ // 0x33 
  ---------
  1001 1001 //0x99

作用：加密，交换。
 

  交换：
  a = a + b; // 
  b = a - b; //b = a
  a = a - b; //
  
  a = a ^ b;
  b = a ^ b;
  a = a ^ b;

注意:浮点数不能做位运算

5.左移 (<<) 

写法:a<

左移1位  相当于乘 2 

6.右移 (>>)

写法：a>>n   //表示将 a这个数据 右移 n位。（右移1位  相当于除 2）

右移分为算术右移和逻辑右移：

算术右移 
          看符号位 看数据类型 
          如果是有符号类型的数据，右移时，最高位补的是符号位 
          如果是无符号类型的数据，右移时，最高位补的0 

逻辑右移：高位补0。

练习：

1.统计int类型数据中1的个数
 int a = 121314;

#include 
int main (void)
{
	int a =121314;
	int i = 0;
	int k = 0;
	for(i = 0;i < 32;++i)
	{
		if ((a & 1<0)
			++k;
	}
	printf("k = %d\n",k);
    return 0;
}

2.实现一个循环左移 

#include 
int main (void)
{
//	int a =0xf0000001; 
	int a =0xcd;
	int i = 0;
	for (i = 0;i < 8;++i)
	{
		if (a & 0x80000000)
		{
			a = a<<1;
			a += 1;//a = a|1;
		}
		else 
			a = a<<1;
		printf("%#x\n",a);
	}
    return 0;
}

四、malloc 函数   free 函数

 

头文件：#include

函数指针 指向函数类型的指针  //基类型为函数类型的指针 
指针函数 返回值为指针类型的函数    

堆内存定义: 堆内存是计算机内存的一部分，程序在运行时可以动态分配和释放。与栈内存不同，堆内存的生命周期由程序员控制，而不是由函数调用的自动管理。

1.malloc 函数

定义: malloc（memory allocation）用于在堆上分配指定大小的内存块，并返回指向该内存块的指针。

void* malloc(size_t size);

参数:size //表示申请的空间的大小，单位字节 
返回值:
      成功 返回 申请到内存空间的地址
      失败 返回 NULL

2.free 函数

定义: free 用于释放之前使用 malloc、calloc 或 realloc 分配的内存块，释放后的内存块可以被再次分配使用

void free(void* ptr);

参数:ptr 一定是之前申请到堆上空间的地址 

free释放后的空间 
     1.一般不再使用 
     2.指向这块空间的指针 --- 是个野指针 
     3.free之后对应空间上的内容 ---也不要使用 
注意:
     1. 成对出现 
     2. free只是释放了空间 --- 表示这块空间 又自由了 
        但是 这块空间上的数据 并不会清零
     3. 不要多次free 

3.常见问题

内存泄漏: 如果程序分配了内存但没有释放，这部分内存就无法再次使用，最终可能会导致程序内存不足。使用 malloc 时应确保所有分配的内存都用 free 释放。

悬空指针: 一旦释放了内存，指向该内存的指针会变成悬空指针。如果继续使用这些指针，可能会导致未定义的行为。释放内存后应将指针设置为 NULL。

双重释放: 不应对同一块内存调用多次 free，这会导致程序崩溃或不稳定。每块内存应只被释放一次。

内存分配失败: malloc 可能会失败，特别是在内存不足的情况下。始终检查 malloc 的返回值是否为 NULL，以处理内存分配失败的情况。

内存对齐: 某些平台可能要求内存对齐，因此分配内存时需要确保对齐需求得到满足。通常，malloc 处理这些细节，但在某些情况下，可能需要更精细的控制。

练习: 定义整型一维数组 5个元素把数组放在堆上，给5个值，打印输出 

#include 
#include 
int main(int argc, const char *argv[])
{
 
	int i = 0;
	int	*p = malloc(sizeof(int)*5);
	for (i = 0;i < 5;++i)
	{
		p[i] = i*2;
	}
	for(i = 0;i < 5;++i)
	{
		printf("%d ",p[i]);
	}
	putchar('\n');
	free(p);
	return 0;
}