【TODO】第七十二節：結構體的指針 · 從單片機基礎到程序框架（2019版）

【72.1 結構體指針的重要用途。】結構體指針有兩個重要用途，一個是結構體數據的傳輸存儲和還原，另一個是作為結構體數據在涉及函數時的參數入口。什么是“結構體數據的傳輸存儲和還原”？結構體本質是一個數組，數組內可能包含了許多不同數據長度類型的成員，當整個結構體數據需要存儲或者傳輸（通信）給另外一個單片機時，這時候有兩種選擇，一種是一個成員一個成員的挨個處理，這種“以成員為單位”的處理方式比較繁瑣麻煩，另外一種是把整個結構體變量當作一個“以字節為單位”的普通數組來處理，但是關鍵的問題來了，假如我們把整個結構體數據以“字節為單位”的方式“整體打包”傳遞給另外一個單片機，當這個接收方的單片機接收到我們這一組數據后，如何把這“一包”以字節為單位的數組“還原”成相同的結構體變量，以便在程序處理中也能直接按“結構體的方式”處理某個具體的成員，這時就涉及到結構體指針的應用。什么是“作為結構體數據在涉及函數時的參數入口”？結構體數據一般內部包含了很多成員，當要把這一包數據傳遞給某個函數內部時，這個函數要給結構體數據預留參數入口，這時，如果函數以結構體成員的角度來預留入口，那么有多少個成員就要預留多少個函數的參數入口，可閱讀性非常差，操作起來也麻煩。但是，如果以指針的角度來預留入口，那么不管這個結構體內部包含多少個成員，只需要預留一個指針參數入口就夠用了，這就是絕大多32位單片機的庫函數都采樣結構體指針作為函數的參數入口的原因。結構體指針這兩個重要用途后續章節會深入講解，本節的重點是先讓大家學會結構體指針的基礎知識，為后續章節做準備。【72.2 結構體指針的基礎。】操作結構體內部某個具體變量時，有兩種方式，一種是成員調用的方式，另一種是指針調用的方式。C語言語法為了區分這兩種方式，專門設計了兩種不同的操作符號。成員調用方式采樣小數點“.”的符號，指針調用方式采用箭頭“->”的符號。例子如下： struct StructMould\_1 { unsigned char u8Data\_A; unsigned long u32Data\_B; }; struct StructMould\_1 GtMould\_1; //“生成”一個變量。 //占用5個字節。 struct StructMould\_1 \*ptMould\_1; //定義一個結構體指針。 //占用3個字節。 void main() //主函數 { GtMould\_1.u8Data\_A=5; //“成員調用”的方式，用小數點符號“.” ptMould\_1=&GtMould\_1; //ptMould\_1指針與變量GtMould\_1建立關聯。 ptMould\_1->u8Data\_A=ptMould\_1->u8Data\_A+5; //“指針調用”的方式，用箭頭符號“->” while(1) { } } 分析：上述例子中，信息量很大，知識點有兩個。第一個知識點：為什么結構體變量GtMould\_1占用5個字節，而結構體指針\*ptMould\_1只占用3個字節？結構體變量GtMould\_1所占的內存是由結構體成員內部的數量決定的，而結構體指針\*ptMould\_1是由C編譯器根據芯片硬件尋址范圍而決定的，在一個相同的C編譯器系統中，所有類型的指針所占用的字節數都是一樣的，比如在本教程中所用8位單片機的C51編譯器系統中，unsigned char \*,unsigned int \*,unsigned long \*,以及本節的struct StructMould\_1 \*，都是占用3個字節。32位單片機的指針往往都是4個字節，而某些64位的PC機，指針可能是8個字節，這些內容大家只要有個大概的了解即可。第二個知識點：結構體成員GtMould\_1.u8Data\_A經過第一步的“成員調用”直接賦值5，緊接著經過“指針調用”的累加5操作，最后GtMould\_1.u8Data\_A的數值是10（5+5）。【72.3 例程練習和分析。】現在編寫一個練習的程序： /\*---C語言學習區域的開始。-----------------------------------------------\*/ struct StructMould\_1 { unsigned char u8Data\_A; unsigned long u32Data\_B; }; struct StructMould\_1 GtMould\_1; //“生成”一個變量。 //占用5個字節。 struct StructMould\_1 \*ptMould\_1; //定義一個結構體指針。 //占用3個字節。 void main() //主函數 { GtMould\_1.u8Data\_A=5; //“成員調用”的方式，用小數點符號“.” ptMould\_1=&GtMould\_1; //ptMould\_1指針與變量GtMould\_1建立關聯。 ptMould\_1->u8Data\_A=ptMould\_1->u8Data\_A+5; //“指針調用”的方式，用箭頭符號“->” View(sizeof(GtMould\_1)); //在電腦端觀察變量GtMould\_1占用多少個字節。 View(sizeof(ptMould\_1)); //在電腦端觀察指針ptMould\_1占用多少個字節。 View(GtMould\_1.u8Data\_A); //在電腦端觀察結構體成員GtMould\_1.u8Data\_A的最后數值。 while(1) { } } /\*---C語言學習區域的結束。-----------------------------------------------\*/ 在電腦串口助手軟件上觀察到的程序執行現象如下：開始... 第1個數十進制:5 十六進制:5 二進制:101 第2個數十進制:3 十六進制:3 二進制:11 第3個數十進制:10 十六進制:A 二進制:1010 分析：變量GtMould\_1占用5個字節。指針ptMould\_1占用3個字節。結構體成員GtMould\_1.u8Data\_A的最后數值是10。【72.4 如何在單片機上練習本章節C語言程序？】直接復制前面章節中第十一節的模板程序，練習代碼時只需要更改“C語言學習區域”的代碼就可以了，其它部分的代碼不要動。編譯后，把程序下載進帶串口的51學習板，通過電腦端的串口助手軟件就可以觀察到不同的變量數值，詳細方法請看第十一節內容。