Structure

Structures 就是將一堆相關的變數整合在一個名字下。
- 關鍵字：struct
- 資料型別：struct _name_
- 成員：在 struct 的大括號內宣告的變數。
- 同一個結構體下的成員名稱是唯一的。
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struct _sCard{ uint8_t suit, face; };

初始化

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struct _sCard a_card = {.suit = 1, .face = 2};
struct _sCard a_card = {1, 2};

structure member operator -> .

structure pointer operator -> ->

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a_card_ptr = &a_card;
a_card_ptr->face = 5;
// Equivalent to
(*a_card_ptr).face = 5;

CPU Alignment

CPU 有時候會為了減少從記憶體呼叫變數的次數，而主動將變數的記憶體放在連續的地方。

為了避免 alignment，你可以使用以下兩種方法：

__attribute__((packed))

pragma

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#pragma pack(push)
#pragma pack(1)
#pragma pack(pop)

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// 法一
struct st{
    ...
}__attribute__((packed));
// 法二
#pragma pack(push)
#pragma pack(1)
struct st{
    ...
};
#pragma pack(pop)

Structure 不能包含自己，如果需要請用 pointer !

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struct student {
    char name [64];
    uint8_t age;
    uint8_t gender;
    struct student *leader;
};

typedef

由於軟體開發者盡可能的保持懶惰，因此他們嘗試縮短程式碼。
為了提高可讀性

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typedef struct card Card;
typedef struct card {
    uint8_t suit;
    uint8_t face;
} Card;

Structure With Functions

為什麼我們時常以傳址的方式傳送 Structures ?
- 因為效率
傳值 vs 傳址

const

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int *a; // declare a as pointer to int
int const *a; // syntax error
int * const a; // declare a as const pointer to int
int const * const a; // syntax error
const int *a; // declare a as pointer to const int
const int * const a; // declare a as const pointer to const int

Although C and C++ read mostly from top-to-bottom and left-to-right, pointer declarations read, in a sense, backwards.

Union

Union 是所有成員共享相同記憶體空間的派生數據類型。
記憶體大小足以容納最大的成員。
實際應用

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struct ip_addr {
    uint8_t fam; // socket family type
    union {
        struct in_addr ipv4_sin_addr;
        struct in6_addr ipv6_sin_addr;
    }addr;
};

Bitwise Operation

&：AND -> 0&0 = 0; 0&1 = 0; 1&0 = 0; 1&1 = 1.
|：OR -> 0|0 = 0; 0|1 = 1; 1|0 = 1; 1|1 = 1.
^：XOR -> 0^0 = 0; 0^1 = 1; 1^0 = 1; 1^1 = 0.
~：Complement -> \(\text{\textasciitilde}4_{10}\) = \(\text{\textasciitilde}100_2\) = \(011_2\) = \(3_{10}\).
<<：Left Shift 0012 « 2 = 1002.
>>：Right Shift 1002 » 2 = 0012.

為什麼我們需要 bitwise operation ?
- 在大多數情況下，按位運算比算術運算要快。
  - a = a * 2
  - a = a « 1
- 由於編譯器優化，這可能不是正確的。
Mask with better memory utilization.
Game Cheating Example
- ０１⽕炎術１０電擊術
- ０２烈炎術２０落雷術
- ０４炎⿓術４０轟雷術
- ０８天⽕術８０神雷術

Bit Fields

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typedef union {
    struct {
        unsigned char b1:1;
        unsigned char b2:1;
        unsigned char b3:1;
        unsigned char b4:1;
        unsigned char b5:1;
        unsigned char b6:1;
        unsigned char b7:1;
        unsigned char b8:1;
    } bits;
    unsigned char byte;
} uByte;

由於 alignment 問題，記憶體的空間可能不是安全的，這取決於你如何儲存你的資料。
實際上，bit fields 可能會增加編程時的難度。我不建議您使用此功能，但是，您需要了解此語法，因為其他人可能會使用它。
Do not take the address of a bit field.

Enumeration

A set of integer enumeration constants represented by identifiers.

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enum career {
    SABER, LANCER, ARCHER,
    RIDER, CASTER, ASSASSIN,
    BERSAKER, RULER,
    CAREER_MAX = 31
};
typedef struct player {
    char        name[64];
    enum career role;
    uint32_t    role2;
} Player;

你不能改變 enumeration constants 的值。
我是否可以使用 define 或 const 而不是 enum?
- 是，可以的。
- 但他們有什麼不同呢?