C语言：第20天笔记
内容提要
- 构造类型
- 枚举类型
- typedef
- 综合案例:斗地主
- 预处理
构造类型：枚举类型
使用建议
- 如果定义不相干的常量，使用宏定义（符号常量）；
- 如果需要定义一组相关联的常量（如月份011、星期06、方向03、男女01等），使用枚举，进行统一管理。
- 正式开发中，switch的case后面访问的通常是枚举中的常量。
定义
- 一般情况下，定义常量使用宏定义（
#define 宏名称 宏值），宏定义适合无关联关系的常量； - 当需要对一组有关联关系的量（如月份011、星期06、方向0~3等）进行定义时，宏定义清晰度低、不便于统一管理且会增加代码量，此时需使用枚举；
- 枚举的作用是将多个有关联关系的常量组合到一起，提高代码的可读性。
说明
- 枚举定义了一组常量，开发中可直接使用这些常量（常用）；
- 枚举类型也可类似于结构体定义变量等操作（不常用）；
- 枚举常量有默认值，从0开始依次+1；可在定义时指定默认值，若个别未赋值，可根据已赋值常量依次+1推导。
特点
- 定义了一组常量，类似于定义了多个符号常量（宏定义）；
- 提高了代码的可读性。
语法
| 语法分类 | 格式 | 说明 |
|---|---|---|
| 先定义类型后定义变量 | enum 枚举类型名 变量列表; | 定义枚举类型名后，再定义该枚举类型的变量，枚举的元素是符号常量 |
| 定义类型同时定义变量 | enum 枚举类型名{枚举元素列表} 变量列表; | 在定义枚举类型的同时，定义该枚举类型的变量 |
| 直接定义枚举变量 | enum {枚举元素列表} 变量列表; | 不单独定义枚举类型名，直接定义枚举变量 |
案例（demo01.c）
#include <stdio.h>void test1(){// 定义一个枚举类型// 注意:枚举类型名一般首字母大写,主要是跟枚举元素名区分enum Week{// 定义枚举元素,元素本质上就是常量,在编译期,会被替换为字面量// 枚举元素的命名和符号常量命名一致,都是大写+下划线// 多个枚举元素之间使用逗号分隔// SUN,MON,TUE,WED,THU,FRI,SAT // 此时,这7个常量的值依次为:0~6SUN = 10, MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT // 此时,这7个常量的值依次为:10~16};// 1. 直接访问枚举元素,适合于switchprintf("%d,%d,%d\n", SUN, WED, SAT);// 10,13,16// 2. 定义枚举类型的变量,适合于函数传参enum Week week;// 初始化week = TUE;// 不能随便赋值,赋值一定是这个枚举中定义的元素printf("%d\n", week);// 12// 3. 定义枚举类型变量的同时赋值enum Week week1 = THU;printf("%d\n", week1);// 14// 4. 可以定义多个枚举变量enum THU{A, B, C} x, y;// 赋值x = B;y = C;printf("x=%d,y=%d\n", x, y);// 1,2}void test2(){// 定义枚举类型enum CaiQuan{SHI_TOU, JIAN_DAO, BU};printf("请输入0~2之间的整数:\n0-石头,1-剪刀,2-布\n");int choice;scanf("%d", &choice);switch (choice) {case SHI_TOU:printf("石头\n");break;case JIAN_DAO:printf("剪刀\n");break;case BU:printf("布\n");break;}}int main(int argc, char *argv[]){test1();test2();return 0;}typedef
说明
给类型重命名，不会影响到类型本身。
作用
给已有的类型起别名。
格式
typedef 已有类型名 重命后的类型名;
示例：typedef unsigned long size_t;
使用案例（demo02.c）
#include <stdio.h>int main(int argc, char *argv[]){// 方式1:先定义数据类型,再重命名// 定义一个结构体struct Student{int id;char *name;char sex;int age;};// 类型重命名typedef struct Student Stu;// 将 struct Student 重命名为Stu// 使用新类型名// 定义结构体实例Stu stu = {1,"张三",'w',21};printf("%d,%s,%c,%d\n", stu.id, stu.name, stu.sex, stu.age);Stu *p = &stu;printf("%d,%s,%c,%d\n", p->id, p->name, p->sex, p->age);// 方式2:定义数据类型的同时重命名typedef struct PersonInfo{int a;double b;} Per;// 定义变量Per per = {2, 4.5};printf("%d,%.2f\n", per.a, per.b);// 定义指针Per *p1 = &per;printf("%d,%.2f\n", p1->a, p1->b);return 0;}应用场景
数据类型复杂（结构体、共用体、枚举、结构体指针、无符号的长整型）时使用。
跨平台兼容性案例
C语言标准提供：typedef signed long int_int64_t;typedef unsigned Long intuint64_t;
常见跨平台类型重命名：
size_t：typedef unsigned long size_t;unit_16：类型重命名后的数据类型。
进阶案例（demo03.c）
#include <stdio.h>struct Student{int age;char *name;double scores[3];};typedef struct Student Stu_t;// 对类型重命名typedef Stu_t* pStu_t;// 结构体指针重命名void test1(){Stu_t s1 = {21, "zhangsan", {99, 98, 97}};printf("%d,%s,%.2lf,%.2lf,%.2lf\n", s1.age, s1.name, s1.scores[0], s1.scores[1], s1.scores[2]);Stu_t *p;p = &s1;printf("%d,%s,%.2lf,%.2lf,%.2lf\n", (*p).age, p->name, p->scores[0], p->scores[1], p->scores[2]);}int main(int argc, char *argv[]){test1();return 0;}综合案例：斗地主
1. 程序概述
这是一个模拟斗地主游戏发牌过程的C语言程序，实现了扑克牌的初始化、洗牌和发牌功能。
2. 功能需求
2.1 扑克牌定义
使用结构体Card表示一张牌，包含：
- 花色属性
suit（0-3表示普通花色♥♠♦♣，4表示小王，5表示大王）； - 点数属性
rank（0-12对应3-A、2，-1表示大小王）。
2.2 主要功能
- 初始化牌组
- 创建包含54张牌的牌组（52张普通牌+2张王牌）；
- 普通牌按花色（♠，♥，♣，♦）和点数（3-2）排列。
- 洗牌功能
- 使用随机数对牌组进行随机排序；
- 确保每次运行洗牌结果不同（基于时间种子）。
- 发牌功能
- 将洗好的牌发给3个玩家；
- 每个玩家17张牌；
- 剩余3张作为底牌。
- 显示功能
- 打印每个玩家的手牌；
- 打印底牌。
3. 数据结构
suits[]：存储4种花色符号的字符串数组；ranks[]：存储13个点数等级的字符串数组；jokers[]：存储大小王描述的字符串数组；Card结构体：表示单张牌的数据结构；- 牌组数组：
deck[54]； - 玩家手牌数组：
player1[17]、player2[17]、player3[17]； - 底牌数组：
bottomCards[3]。
4. 用户交互
程序运行后自动完成以下流程：
- 初始化牌组；
- 洗牌；
- 发牌；
- 显示发牌结果（3个玩家的手牌和底牌）。
5. 输出格式
- 普通牌显示格式：花色+点数（如"♠ 3"）；
- 王牌显示格式：“小王"或"大王”；
- 玩家手牌按顺序显示，每张牌用空格分隔；
- 底牌同样格式显示。
6. 源码
#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <math.h>#include <time.h>#define LEN 54// 定义扑克牌的花色和点数const char *suits[] = {"♣","♦","♥","♠"};const char *ranks[] ={"3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K","A","2"};// 点数const char *jokers[] = {"小王","大王"};// 大小王typedef struct{int suit;// 牌花色int rank;// 底数} Card;/*** @brief 初始化扑克*/void initCards(Card *deck);/*** @brief 洗牌*/void shuffDeck(Card *deck);void dealCard(Card *deck, Card *bottomCards, Card players[3][17]);void printfCard(Card players[3][17]);int main(int argc, char *argv[]){// 创建一个数组,存放一副牌(54张包括大小王)Card deck[LEN];// 创建三个玩家Card players[3][17];// 创建一个数组用来存放底牌Card bottomCards[3];// 初始化牌initCards(deck);// 洗牌shuffDeck(deck);// 发牌dealCard(deck,bottomCards,players);// 展示牌printfCard(players);return 0;}/*** @brief 初始化扑克*/void initCards(Card *deck){int index = 0;for(int i = 0; i <4; i++){for(int j = 0;i <13; j++){deck[index].rank = j;deck[index].suit = i;index++;}}// 初始化大小王deck[index].suit = 4;// 小王deck[index].rank = -1;index++;deck[index].suit = 5;// 大王deck[index].rank = -1;}// 洗牌void shuffDeck(Card *deck){srand((unsigned)time(NULL));// 洗牌for (int i = 0; i < LEN; i++){int j = rand() % LEN;// 0-53Card temp = deck[i];deck[i] = deck[j];deck[j] = temp;}}void dealCard(Card *deck, Card *bottomCards, Card players[3][17]){int index = 0;for(int i = 0;i <17; i++){for(int j = 0;j <3; j++){players[j][i] = deck[index++];}}// 底牌for(int i=0;i<3; i++){bottomCards[i] = deck[index++];}}// 打印void printfCard(Card players[3][17]){for(int i = 0;i <3; i++){printf("第%d个玩家的牌是:",i+1);for(int j = 0; j <17; j++){Card card = players[i][j];if (card.suit == 4 || card.suit == 5){// 大小王printf("%s ",jokers[card.suit - 4]);}printf("%s %s ",suits[card.suit], ranks[card.rank]);}}}运行结果
预处理
一、C语言的编译步骤
C语言程序从源代码到可执行文件，需经历以下4个核心步骤，预处理是整个流程的第一步：
- 预处理：由预处理器处理源文件中的预处理指令（如
#define、#include等），生成预处理文件（.i格式）； - 编译：编译器对预处理文件进行词法分析、语法分析、语义分析及优化，生成汇编代码文件（
.s格式）； - 汇编：汇编器将汇编代码转换为机器可识别的二进制目标文件（
.o或.obj格式）； - 链接：链接器将多个目标文件与标准库（如
libc）组合，生成最终可执行文件（如Windows下的.exe、Linux下的无后缀可执行文件）。
编译流程示意图：
源文件(.c) → 预处理(cpp) → 预处理文件(.i) → 编译(cc1) → 汇编文件(.s) → 汇编(as) → 目标文件(.o) → 链接(ld) → 可执行文件二、什么是预处理
预处理是在源文件（.c文件）编译之前，由预处理器自动完成的预备操作。当编译器对源文件进行编译时，会先调用预处理器执行预处理操作，只有预处理解析完成后，才能进入后续的编译过程。
查看预处理结果
通过gcc编译器的-E选项可查看预处理后的结果，命令格式如下：
gcc 源文件 -E -o 预处理输出文件名例如，对demo01.c进行预处理并输出到demo01.i，命令为：gcc demo01.c -E -o demo01.i。
三、预处理核心功能：宏定义
宏定义是预处理阶段最常用的功能之一，用于将一个标识符（宏名）定义为一个字符串（宏值），在预处理阶段会将代码中所有宏名替换为对应的宏值（即“宏展开”）。
1. 不带参数的宏定义
语法
#define 宏名称 宏值（替换文本）- 预处理机制：仅做文本替换，不进行类型检查；
- 内存特性：宏定义不占用内存空间，因为编译前宏名已被替换为宏值；
- 宏展开：预处理阶段将宏名替换为宏值的过程称为“宏展开”。
案例（demo01.c）
#include <stdio.h>#define PI 3.1415926 // 定义宏PI，宏值为3.1415926int main(int argc, char *argv[]){float l, s, r;printf("请输入圆的半径:\n");scanf("%f", &r);// 计算周长（宏PI会被替换为3.1415926）l = 2.0 * PI * r;// 计算面积（宏PI会被替换为3.1415926）s = PI * r * r;printf("l=%10.4f\ns=%10.4f\n", l, s);return 0;}宏展开后的效果
预处理后，代码中PI会被直接替换为3.1415926，关键代码展开如下：
l = 2.0 * 3.1415926 * r;
s = 3.1415926 * r * r;2. 带参数的宏定义
带参数的宏定义允许宏名接收参数，替换时会将宏体中的参数占位符替换为实际传入的参数，类似函数但无函数调用开销（仅文本替换）。
语法
#define 宏名(参数列表) 替换表达式注意事项（面试高频考点）
带参数的宏定义需注意括号的使用，若缺少括号可能导致运算优先级错误。例如：
- 错误写法：
#define MULTI(a,b) a * b
当调用MULTI(7+2, 3)时，展开为7+2*3，结果为13（不符合预期）； - 正确写法：
#define MULTI(a,b) (a) * (b)
当调用MULTI(7+2, 3)时，展开为(7+2)*(3)，结果为27（符合预期）。
案例（demo02.c）
#include <stdio.h>// 带参数的宏定义，宏名一般小写（区分函数名）#define MULTI_1(a,b) (a) * (b) // 正确：参数加括号#define MULTI_2(a,b) a * b // 错误：参数无括号int main(int argc, char *argv[]){// 调用MULTI_1：(7+2)*(3) = 27int result1 = MULTI_1(7+2, 3);printf("%d\n", result1);// 调用MULTI_2：7+2*3 = 13（结果不符合预期）int result2 = MULTI_2(7+2, 3);printf("%d\n", result2);return 0;}3. 宏定义的作用域
- 默认作用域：
#define命令需写在函数外部，宏名的有效范围从定义处开始，到本源文件结束； - 终止作用域：可通过
#undef命令主动终止宏定义的作用域，后续代码中该宏名不再生效。
案例（demo04.c）
#include <stdio.h>#define PI 3.14 // PI的有效范围：从定义处（第8行）到#undef处（第18行）#define DAY 29 // DAY的有效范围：从定义处（第10行）到本源文件结束void func1(){float r = 4;float s = PI * r * r;// 预处理后：3.14 * r * r（PI有效）int day = DAY;// 预处理后：29（DAY有效）}#undef PI // 终止PI的作用域，后续代码中PI失效#define PI 3.1415926 // 重新定义PI，作用域从第20行到本源文件结束void func2(){float r = 4;float s = PI * r * r;// 预处理后：3.1415926 * r * r（新PI有效）int day = DAY;// 预处理后：29（DAY仍有效）}int main(int argc, char *argv[]){return 0;}4. 宏定义的嵌套引用
宏定义支持嵌套，即一个宏的宏值中可以引用其他已定义的宏名，预处理时会逐层展开所有宏。
案例（demo04.c）
#include <stdio.h>#define R 3.0 // 定义宏R（半径）#define PI 3.14 // 定义宏PI（圆周率）#define L 2 * PI * R // 嵌套引用PI和R，计算周长#define S PI * R * R // 嵌套引用PI和R，计算面积// 错误示例：宏定义中不应加等号（会导致替换错误）#define P_WIDTH = 800 #define P_HEIGHT = 480#define SIZE = P_WIDTH * P_HEIGHTint main(int argc, char *argv[]){// 预处理后：L展开为2*3.14*3.0，S展开为3.14*3.0*3.0printf("L=%f\nS=%f\n", L, S);return 0;}