使用 typedef 和 struct 创建位域

Question

嘿，这一切都是为了 C 编程。

这是向我提出的问题，有人能告诉我如何正确地用 C 语言编写以下语句的代码吗？仅供参考，我已经回答了这个测验，但我的教授不会自己发布答案。当他给它评分时我做得很差，但是为了帮助理解这一点，我会提供我的答案（尽管它们是不正确的）

1：创建一个结构，该结构将包含表示以下内容的位：

• count：一个 4 位 BCD 数
• 红色 LED：1 位
• 绿色 LED：1 位
• 电机方向：2位

将结构命名为motorStatus

使用 typedef 来命名这个新的数据类型：mtrStatus_t

typedef unsigned char mtrStatus_t;

struct motorStatus mtrStatus_t {
    mtrStatus_t count: 4;
    mtrStatus_t redLED: 1;
    mtrStatus_t greenLED: 1;
    mtrStatus_t motorDirection: 2;
};

2：创建结构的新实例并将其命名为motor1Status

motorStatus = motor1Status;

3：编写语句初始化新的结构成员如下：

• 计数：9 BCD
• 红色 LED：1
• 绿色 LED：0

• 电机方向：10

  计数：0x09； 红灯：0x01； 绿色LED：0x00 电机方向：0x0A

Answer 1

对于第一个，我会这样做：

typedef struct motorStatus  
{
    int count: 4;
    int redLED: 1;
    int greenLED: 1;
    int motorDirection: 2;
} mtrStatus_t;

第二个更像：

mtrStatus_t motor1status;

最后：

motor1status.count = 0x9;
motor1status.redLED = 1;
motor1status.greenLED = 0;
motor1status.motorDirection = 0x02;

Count 是一个十六进制数，因为它是 BCD（二进制编码的十进制）http://en.wikipedia.org/wiki/Binary-coded_decimal 在 BCD 中，您使用 4 位来表示数字 0-9，有一些未使用的位模式，因此使用它的简单方法是仅使用十六进制（也使用 4 位来表示数字 0x0-0xf），但在 BCD 中，您只是不使用数字 0xa-0xf。

motorDirection 是 0x02 的原因是因为他想要 10 的电机方向，但它是一个 2 位字段，所以我假设他的意思是 10 二进制，即 0x02 hex。

Answer 2

考虑按照指定的顺序满足这些要求。请注意，某些要求合并为一个。这通常是分配的情况；讲师并不总是完美的语言学家或逻辑学家，尤其是 IT 讲师。

1：创建一个结构，该结构将包含以下表示的位：

count：一个 4 位 BCD 数
红色 LED：1 位
绿色 LED：1 位
电机方向：2位

将结构命名为 motorStatus

首先响应这个，不要使用 typedef。位域使用int 类型。下一个要求：

使用 typedef 来命名这个新的数据类型：mtrStatus_t

您已经展示了编写基本类型定义的能力。 typedef unsigned char mtrStatus_t; 表示“我将 mtrStatus_t 定义为别名 unsigned char”。现在，编写一个像这样的基本 typedef，意思是“我将 mtrStatus_t 定义为别名 struct motorStatus”。将其放在struct motorStatus 定义之后，以便编译器可以看到它的别名。

2：创建结构的新实例并将其命名为motor1Status

为了澄清，您的讲师要求您声明一个名为 motor1Status 的变量，其类型为 mtrStatus_t 或 struct motorStatus。我认为您可以声明变量，但如果我错了，请纠正我。

3：编写语句来初始化新的结构成员，如下所示：

计数：9 BCD
红色 LED：1
绿色 LED：0
电机方向：10

计数：0x09；红灯：0x01；绿色LED：0x00电机方向：0x0A

您的讲师要求初始化，不是分配。在char str[] = "fubar"; 和char str[] = {'h','e','l','l','o','\0'}; 中，str 被声明并初始化为存储一个对应于“fubar”的字符串。在char str[6]; strcpy(str, "fubar"); 中，str 是在没有初始化的情况下声明的，并且“fubar”中的每个字节都被复制（分配）到 str 中的相应位置。你如何初始化一个结构？与第二次 str 初始化非常相似。

struct length_prefixed_string {
    size_t length;
    int zero;
    char string[];
};

/* Initialisation here: */
struct length_prefixed_string hello = { .length = 5,
                                        .string = "hello" };

这个例子使用了一个灵活的数组成员，它只能在结构体的末尾声明：char string[];。它传达了一个位于结构末尾的未知长度数组，不计入sizeof (struct length_prefix_string)。因此，该示例将 unknown length 存储在 length 参数中。这有点离题，但您可以在上面看到一个初始化（而不是赋值）。这个例子区分了初始化和赋值；您不能将此结构的.string 成员分配给hello.string = "hello";。

另一个区别是：初始化未提及的任何成员都将被分配一个零值（但仅在存在初始化时），因此@987654335的值上面示例中的@ 将为0。因此，您可以声明一个数组并用一条语句将其填零：int array[size] = { 0 };（赋值和初始化之间的另一个区别：int array[size]; array = { 0 }; 无效）。话虽如此，为了您的任务目的而忽略这一事实是个好主意，并明确初始化 greenLED 以便您的评分考官不会误解。

希望我能帮到你，在这里...