C语言中细说用typedef和用struct定义结构体的区别及其在单片机C语言开发中的应用

目录

1.struct声明结构体

2.定义结构体变量

3. typedef

（1）采用struct和 typedef struct 声明结构体是有区别的

（2）对比，使用typedef struct 声明结构体

4.GPIO_TypeDef是结构体名称，而不是结构体变量

        typedef和用struct都可以用来定义结构体，采用struct和采用typedef struct 声明结构体是有区别的。

1.struct声明结构体

        结构体是一种自定义的数据类型，可以将不同类型的数据组合在一起，构成一个组合型数据结构。

struct b_type
{
    uiny32_t _reserved0:27;    /*! bit:0..26 */
    uiny32_t Q:1;              /*! bit:27 */
    uiny32_t V:1;              /*! <bit:28 */
    uiny32_t C:1;              /*! <bit:29 */
    uiny32_t Z:1;              /*! <bit:30 */
    uiny32_t N:1;              /*! <bit:31 */
};

        其中，struct是声明结构体的关键字，b_type是结构体的名称。{}里的内容是结构体的成员。在b_type结构体里有6个成员，它们的数据类型都是uint32_t。结构体中各成员的数据类型可以不同。

2.定义结构体变量

        上面的声明的结构体并没有定义结构体变量，只是建立了一个名为b_type的结构体类型。如果仅仅如此，编译的时候，是不会给这个结构体分配存储单元的。

        上面声明的b_type结构体可以通过下面的语句定义变量：

struct b_type b;    // b为结构体变量名

         也可以在声明结构体时定义结构体变量，其效果是相同的：

struct b_type
{
    uiny32_t _reserved0:27;    /*! bit:0..26 */
    uiny32_t Q:1;              /*! bit:27 */
    uiny32_t V:1;              /*! <bit:28 */
    uiny32_t C:1;              /*! <bit:29 */
    uiny32_t Z:1;              /*! <bit:30 */
    uiny32_t N:1;              /*! <bit:31 */
} b;

        此外，在声明结构体时还可以不指定结构体类型名，直接定义结构体变量：

// 直接定义结构体变量GPIO_InitTypeDef
struct
{
    uint32_t Pin;
    uint32_t Mode;
    uint32_t Pull;
    uint32_t Speed;
} GPIO_InitTypeDef;

        结构体类型和结构体变量是不同的概念，编译时只会对变量分配内存空间，并且只可对变量进行赋值等操作。因此，声明结构体后，如果要使用它，就一定要定义该结构体的变量。

3. typedef

        typedef是C语言中的关键字，它的作用是为其后面的数据类型定义一个“别名”，新的名字。此处所说的其后的数据类型可以是int、char等常用的数据类型，也可以是结构体struct这样的自定义数据类型。使用typedef的目的是简化类型声明，给变量类型定义新名字。

（1）采用struct和 typedef struct 声明结构体是有区别的

        如下，以struct声明了b_type结构体并定义变量b：

struct b_type   // b_type不是变量名，而是结构体名，并且可以省略
{
                // 类型成员名
} b;            // b是结构体变量

        如果，再定义另一个结构体变量aaa，可以：

struct b_type aaa;

（2）对比，使用typedef struct 声明结构体

typedef struct a_type    // a_type是结构体名称，可以省略
{
                         // 类型 成员名
} a_type_new;            // a_type_new是结构体新的成员名称，不是变量名

        此处，{}后面的a_type_new不再是结构体变量，而是结构体a_type的别名。此时若定义该结构体的变量aaa，可以：

struct a_type aaa;
或
struct a_type_new aaa;

4.GPIO_TypeDef是结构体名称，而不是结构体变量

/**
  * @brief General Purpose I/O
  */
 
typedef struct
{
  __IO uint32_t MODER;       /*!< GPIO port mode register,               Address offset: 0x00      */
  __IO uint32_t OTYPER;      /*!< GPIO port output type register,        Address offset: 0x04      */
  __IO uint32_t OSPEEDR;     /*!< GPIO port output speed register,       Address offset: 0x08      */
  __IO uint32_t PUPDR;       /*!< GPIO port pull-up/pull-down register,  Address offset: 0x0C      */
  __IO uint32_t IDR;         /*!< GPIO port input data register,         Address offset: 0x10      */
  __IO uint32_t ODR;         /*!< GPIO port output data register,        Address offset: 0x14      */
  __IO uint32_t BSRR;        /*!< GPIO port bit set/reset  register,     Address offset: 0x18      */
  __IO uint32_t LCKR;        /*!< GPIO port configuration lock register, Address offset: 0x1C      */
  __IO uint32_t AFR[2];      /*!< GPIO alternate function registers,     Address offset: 0x20-0x24 */
  __IO uint32_t BRR;         /*!< GPIO Bit Reset register,               Address offset: 0x28      */
} GPIO_TypeDef;

        其中，数据类型前面的__IO在固件库中通过define宏定义为volatile：

# define __IO volatile;

        C语言中，变量前加volatile是提醒编译器不用对变量进行优化，调用该变量时，每次都到变量所在寄存器中去读它的内容。

         进一步地，在单片机中，比如在stm32g474xx.h文件中，很多形如GPIO_TypeDef的结构体，都是结构体名称，而不是结构体的变量。