【C语言基础】：自定义类型(二) --＞联合和枚举
【C语言基础】：自定义类型(二) --＞联合和枚举
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一、联合体
1.1 联合体类型的声明
像结构体一样，联合体也是由一个或者多个成员构成，这些成员可以不同的类型。 但是编译器只为最大的成员分配足够的内存空间。联合体的特点是所有成员共用同一块内存空间。所以联合体也叫：共用体。
给联合体其中一个成员赋值，其他成员的值也跟着变化。
// 联合体的声明
union Un
{
char c1;
int i;
};#include<stdio.h>
int main()
{
union Un u = { 0 }; // 联合变量的定义
printf("%zd\n", sizeof(u)); // 计算联合变量的大小
return 0;
}
从运行结果来看：这个联合体中有两个成员变量，一个整形和一个字符型，按理说应该是5个字节的大小，但这个联合体的大小却只有4个字节，这也就是联合体的特点了。
1.2 联合体的特点
联合的成员是共用同一块内存空间的，这样⼀个联合变量的大小，至少是最大成员的大小（因为联合体至少得有能力保存最大的那个成员）。
【代码1】：
#include<stdio.h>
union Un
{
char c1;
int i;
};
int main()
{
union Un u = { 0 };
printf("%zd\n", sizeof(u));
printf("%p\n", &u);
printf("%p\n", &(u.c1));
printf("%p\n", &(u.i));
return 0;
}
【代码2】：
#include<stdio.h>
union Un
{
char c;
int i;
};
int main()
{
union Un u = { 0 };
u.i = 0x11223344;
u.c = 0x55;
printf("%x\n", u.i);
return 0;
}
代码1输出的三个地址一模一样，代码2的输出，我们发现将i的第4个字节的内容修改为55了。 我们仔细分析就可以画出，un的内存布局图。
【结论】：联合体的成员是共用同一块内存空间的，修改一个其他的也会被修改。
1.3 相同成员的结构体和联合体对比
我们再对比一下相同成员的结构体和联合体的内存布局情况。
【结构体】：
struct S
{
char c;
int i;
};
struct S s = { 0 };【联合体】：
union Un
{
char c;
int i;
};
union Un un = { 0 };
1.4 联合体大小的计算
- 联合的大小至少是最大成员的大小。
- 当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍的时候，就要对齐到最大对齐数的整数倍。
#include<stdio.h>
union Un
{
char c[5];
int i;
};
int main()
{
union Un u = { 0 };
printf("%zd\n", sizeof(u));
return 0;
}
以这题为例，这个联合体中最大的成员是char c[5]，但这个联合体的大小却并不是5个字节的大小，而是8个字节，这说明联合体的大小不全是最大成员的大小。当最大成员的大小不是最大对齐数的整数倍的时候，就要对齐到最大对齐数的整数倍。这里char c[5] 就相当于5个char 类型，也就是1个字节，VS的默认值是8，所以对齐数是1，int占4个字节，所以对齐数就是4，所以这个联合体的最大对齐数就是4，但5并不是4的倍数，即要浪费3个字节变为8个字节。
【结论】：联合体的大小也要是最大对齐数的倍数。
使用联合体是可以节省空间的，举例： 比如，我们要搞一个活动，要上线一个礼品兑换单，礼品兑换单中有三种商品：图书、杯子、衬衫。 每一种商品都有：库存量、价格、商品类型和商品类型相关的其他信息。 | 图书：书名、作者、页数 | 杯子：设计 | 衬衫：设计、可选颜色、可选尺寸
这题可以直接用结构体写：
struct gift_list
{
// 公共属性
int stock_number; // 库存量
double price; // 价格
int item_type; // 商品类型
// 特殊属性
char title[20]; // 书名
char author[20]; // 作者
int num_pages; // 页数
char desgin[30]; // 设计
int colors; // 颜色
int sizes; // 尺寸
};上述的结构其实设计的很简单，用起来也方便，但是结构的设计中包含了所有礼品的各种属性，这样使得结构体的大小就会偏大，比较浪费内存。因为对于礼品兑换单中的商品来说，只有部分属性信息是常用的。比如： 商品是图书，就不需要design、colors、sizes。 所以我们就可以把公共属性单独写出来，剩余属于各种商品本⾝的属性使用联合体起来，这样就可以介绍所需的内存空间，⼀定程度上节省了内存。
struct gift_list
{
int stock_number; // 库存量
double price; // 价格
int item_type; // 商品类型
union
{
struct
{
char title[20]; // 书名
char author[20]; // 作者
int num_pages; // 页数
}book;
struct
{
char desgin[30]; // 设计
}mug;
struct
{
char desgin[30]; // 设计
int colors; // 颜色
int sizes; // 尺寸
}shirt;
}item;
};1.5 联合体练习
写⼀个程序，判断当前机器是大端？还是小端？
#include<stdio.h>
int check_sys()
{
union Un
{
int i;
char c;
}u;
u.i = 1;
return u.c;
}
int main()
{
int ret = check_sys();
if (ret == 1)
printf("小端\n");
else
printf("大端\n");
return 0;
}
二、枚举类型
2.1 枚举类型的声明
枚举顾名思义就是一一列举。 把可能的取值一一列举。 比如我们现实生活中： | 一周的星期一到星期日是有限的7天，可以一一列举 | 性别有：男、女、保密，也可以一一列举 | 月份有12个月，也可以一一列举 | 三原色，也是可以意义列举 这些数据的表示就可以使用枚举了。
enum Day // 星期
{
Mon,
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun
};
enum Sex // 性别
{
MALE,
FEMALE,
SECRET
};
enum Color // 三原色
{
RED,
GREEN,
BLUE
};以上定义的 enum Day ， enum Sex ， enum Color 都是枚举类型。{} 中的内容是枚举类型的可能取值，也叫枚举常量 。
这些可能取值都是有值的，默认从0开始，依次递增1，当然在声明枚举类型的时候也可以赋初值。
enum Color // 三原色
{
RED,
GREEN,
BLUE
};
int main()
{
enum Color color = RED;
return 0;
}枚举常量也是有值的。
#include<stdio.h>
enum Color // 三原色
{
RED,
GREEN,
BLUE
};
int main()
{
printf("%d\n", RED);
printf("%d\n", GREEN);
printf("%d\n", BLUE);
return 0;
}
默认值从0开始，往后依次加一，也可以在声明枚举类型的时候也可以赋初值。
enum Color // 三原色
{
RED = 5,
GREEN,
BLUE
};
enum Color // 三原色
{
RED,
GREEN = 5,
BLUE
};
2.2 枚举的优点
为什么使用枚举？
学到这里，我们会发现枚举常量和 #define 有点类似，那为什么不直接用 #define 呢？
enum Color // 三原色
{
RED,// 0
GREEN,// 1
BLUE// 2
};
#define RED 0
#define GREEN 1
#define BLUE 2枚举的优点：
- 增加代码的可读性和可维护性
- 和 #define 定义的标识符比较枚举有类型检查，更加严谨。
- 便于调试，预处理阶段会删除 #define 定义的符号
- 使用方便，一次可以定义多个常量
- 枚举常量是遵循作用域规则的，枚举声明在函数内，只能在函数内使用
【示例】：计算器
enum Option
{
EXIT,
ADD,
SUB,
MUL,
DIV
};
int mian()
{
int input = 0;
printf("请选择:>");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case ADD: // 加法
break;
case SUB: // 减法
break;
case MUL: // 乘法
break;
case DIV: // 除法
break;
case EXIT: // 退出
break;
default:
break;
}
return 0;
}这样跟有利于我们代码的可读性。
注意：C语言中可以利用整数给枚举变量赋值，但是C++不可以，这是因为C++的类型检查比较严格。
enum Color // 三原色
{
RED,// 0
GREEN,// 1
BLUE// 2
};
int main()
{
// enum Color color = RED; // TRUE
enum Color color = 0;
return 0;
}enum Color color = 0; 这一句虽然在C语言中不会报错，但是在C++中会显示类型不同，无法赋值，就是因为C++的类型检查比较严格。