[C++知识库]【c语言】复习无止境，day5--头文件&结构体&文件读写篇【end】

头文件中应该写什么：

面临的问题：头文件可能被任何源文件包含，意味着头文件中的内容会在多个目标文件中存在，合并不能冲突
重点：头文件中只能编写声明语句，不能有定义语句
全局变量的声明 extern
函数的声明
宏常量
宏函数
typedef 类型重定义
结构、联合、枚举的类型的声明

头文件的编写规则：
1、为每个.c文件写一份.h文件，因为.h文件是对.c文件的说明
2、如果需要用到某个.c文件中的变量、函数、宏，只需要把它的头文件导入即可。
3、.c文件也要导入它的.h 目的是为了让声明与定义一致

头文件重复包含：
解决方案：添加头文件卫士

头文件之间的相互包含：
假如a.h包含了b.h,b.h又需要包含a.h，这种情况就会编译错误
解决方案：把a.h中需要的内容 和 b.h中需要的内容提取出来，编写成一个c.h

错误：未知的类型名‘xxxx’ 一般都是头文件之间相互包含导致的(复制粘贴头文件也可能导致)

结构：
结构是一种由程序员自己设计的数据类型，用于描述一个事物的各项数据的，由若干个不同的基础数据类型组成

设计：
struct 结构体名
{
类型 成员名;
…
};

定义结构变量：
struct 结构体名 结构体变量名;
注意：c语言中，在定义结构体变量时，struct不能省略

定义结构变量并初始化：
struct 结构体名 结构体变量名 = {v1,v2,v3…};
必须按照结构成员设计顺序来初始化

struct 结构体名 结构体变量名 = {.成员名=v1,.成员名=v2…};
只初始化某个成员，不用关注顺序

注意：同类型的结构变量可以直接赋值。
struct Student stu1,stu2;
stu1 = stu2;

访问成员：
结构体变量名.成员名;
结构指针->成员名;

练习：设计一个教师结构体，成员有：姓名、性别、工号、工龄，定义一个教师结构体变量，使用scanf输入各个成员的值，并显示

结构体变量作为形参时：
由于结构体变量的字节数都比较大，值传递的效率比较低，因此都是传递结构变量的地址,如果不需要修改结构变量值，可以使用const保护

   	 	typedef 重定义结构类型
        typedef struct 结构名 结构名;
        之后就不需要使用struct关键字了

   		typedef struct 结构名
        {
            类型 成员名;
            ...
        }结构名;

注意：一般结构体变量存放在堆内存

如何计算结构体的字节数：
结构体成员的顺序会影响它的总字节数，在设计结构体时如果成员的顺序合理安排，可以大大节约内存
内存对齐：
假定第一个成员从零地址开始，存储每个成员的地址编号必须能够被它的字节数整除，如果不能整除则填充空字节
内存补齐：
结构体的总字节数，必须是它最大字节成员的整数倍，如果不是则在末尾填充空字节

注意：在Linux系统下结算结构体的对齐和补齐时，如果最大成员的字节数超过4字节，则按照4字节计算，在windows系统按照实际情况计算

#pragma pack(n)
设置对齐、补齐的最大字节数， n<=默认 (1,2,4)

联合：union
联合与结构的使用方法基本一致，与结构的区别是所有成员共用一块内存，一个成员的值发生改变，其他成员的值都随之改变。
联合就是用少量的内存对应多个标识符，从而达到节约内存的目的，但是现在基本不再使用
联合常考的笔试题：
union Data
{
char ch[5];
int num;
}
注意：计算联合的字节数时，要考虑内存补齐

如何判断系统是大端还是小端？
假如有一个十六进制数 0x01020304 存储在以0x0A为起始的4字节内存中

    	高位数据存储在高位地址：小端系统 (0A:04 0B:03 0C:02 0D:01)
        高位数据存储在低位地址：大端系统 (0A:01 0B:02 0C:03 0D:04)

个人计算机都是小端系统，而UNIX服务器和网络设备都是大端，网络字节序也是大端模式的数据

枚举：enum
枚举就是一种数据类型，把可能出现的值全部罗列出来，取一个有意义的名字，除此之外，该类型的变量再等于其它数值就是非法的（愿望） g++编译器会限制

枚举可以看成是值受限的int类型，但是编译器为了效率并不去检查，所以在C语言中枚举也可以当做int类型变量使用

   enum Direction {UP=183,DOWN=184,RIGHT=185,LEFT=186};

如果不给成员值，枚举常量的值默认从0开始，逐渐+1，如果给某个枚举常量设置值，后面的会在它的基础上逐渐+1

文件的分类：
文本文件： 存储的是ASCII码的二进制(人能看懂的文件) ‘2’‘5’‘5’
二进制文件： 存储的是数据的补码 1111 1111 ->255

文件IO：

  FILE *fopen(const char *path, const char *mode);
    功能：打开或创建文件
    path：文件的路径
    mode：打开模式
        r      以只读权限打开文件，如果不存在则打开失败
        r+     在r的基础上增加写权限
        w      以只写权限打开文件，如果文件不存在则新建，如果文件存在则清空
        w+     在w的基础上增加读权限
        a      以只写权限打开文件，如果文件不存在则新建，如果文件存在则不清空，新写入的数据会在末尾
        a+     在a的基础上增加读权限
    返回值：结构指针，不需要关心它的成员，只需要知道它是操作文件的凭证，失败返回NULL

二进制方式读写：

size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb,FILE *stream);
功能：把内存中的数据写入到文件中
ptr：内存首地址
size：一次写多少个字节
nmemb：写入多少次
stream：文件指针，fopen的返回值
返回值：成功写入的次数

   size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
    功能：从文件中读取数据到内存中
    ptr：内存首地址
    size：一次读取多少字节
    nmemb：读取多少次
    stram：文件指针，fopen的返回值
    返回值：成功读取到的次数

练习1：定义一个教师结构体并初始化一个教师结构体变量，以二进制形式写入到文件中
练习2：从文件中读取教师结构体变量并打印

文本方式读写：

		int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
		功能：以文本形式写入数据到文件中
		stream：要写入的文件指针
		format："文本+占位符"
		...: 变量名
		返回值：成功写入的字节数

	   int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);
	    功能：从文件中读取数据到变量中
	    stream：要读取的文件指针
	    format："文本+占位符"
	    ...：变量名地址
	    返回值：成功读取到的变量的个数

	   int fclose(FILE *fp);
	    功能：关闭文件

练习3：定义一个教师结构体并初始化一个教师结构体变量，以文本形式写入到文件中
练习4：从文件中以文本形式读取教师结构体变量并打印