【C语言篇】自定义类型：联合体和枚举详细介绍

文章目录

联合体
- 联合体类型的声明
- 联合体的特点
- 联合体和结构体对比
- 联合体大小的计算
- 判断大小端
枚举
- 枚举类型的声明
- 枚举类型的优点
- 枚举的使用

联合体

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。

#include <stdio.h>
//联合类型的声明 
union Un
{char c;int i;
};int main()
{//联合变量的定义 union Un un = {0};//计算连个变量的⼤⼩ printf("%d\n", sizeof(un));return 0;
}

输出的结果：4

这是为什么呢？

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>
//联合类型的声明 
union Un
{char c;int i;
};
int main()
{//联合变量的定义 union Un un = {0};// 下⾯输出的结果是⼀样的吗？ printf("%p\n", &(un.i));printf("%p\n", &(un.c));printf("%p\n", &un);return 0;
}

输出结果一样

//代码2 
#include <stdio.h>
//联合类型的声明 
union Un
{char c;int i;
};
int main()
{//联合变量的定义 union Un un = {0};un.i = 0x11223344;un.c = 0x55;printf("%x\n", un.i);//11223355return 0;
}

综上：

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。

在这里插入图片描述

联合体和结构体对比

struct S
{char c;int i;
};
struct S s = {0};union Un
{char c;int i;
};
union Un un = {0};

在这里插入图片描述

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⻬数的整数倍的时候，就要对⻬到最⼤对⻬数的整数倍。

在VS环境下

#include <stdio.h>
union Un1
{char c[5];//和五个char类型一样的 1 8 1int i;//4 8 4
};
union Un2
{short c[7];int i;
};
int main()
{//下⾯输出的结果是什么？ printf("%d\n", sizeof(union Un1));//8printf("%d\n", sizeof(union Un2));//16return 0;
}

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、⻚数

杯⼦：设计

衬衫：设计、可选颜⾊、可选尺⼨

直接写代码如下：

struct gift_list
{//公共属性 int stock_number;//库存量 double price; //定价 int item_type;//商品类型 //特殊属性 char title[20];//书名 char author[20];//作者 int num_pages;//⻚数 char design[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，这样就可以节省所需的内存空间，⼀定程度上节省了内存。

struct gift_list
{int stock_number;//库存量 double price; //定价 int item_type;//商品类型 union {struct{char title[20];//书名 char author[20];//作者 int num_pages;//⻚数 }book;struct{char design[30];//设计 }mug;struct {char design[30];//设计 int colors;//颜⾊ int sizes;//尺⼨ }shirt;}item;
};

判断大小端

在【C语言篇】数据在内存中的存储我们讲过数据在内存中存储分为大端和小端

⼤端（存储）模式：是指数据的低位字节内容保存在内存的⾼地址处，⽽数据的⾼位字节内容，保存在内存的低地址处。
⼩端（存储）模式：是指数据的低位字节内容保存在内存的低地址处，⽽数据的⾼位字节内容，保存在内存的⾼地址处。

之前我们的写法是这样的：

//写一个程序，判断当前机器是大端？还是小端？
int main()
{int a = 1;if (*(char*)&a == 1){printf("小端\n");}else{printf("大端\n");}//0x 00 00 00 01return 0;
}

这里我们可以使用联合体很好实现：

union Un
{char c;int i;
};int main()
{union Un un = { 0 };un.i = 1;if (un.c == 1){printf("小端\n");}else{printf("大端\n");}//0x 00 00 00 01return 0;
}

枚举

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，也是可以一一列举

enum Day//星期
{Mon,Tues,Wed,Thur,Fri,Sat,Sun
};enum Sex//性别
{MALE,FEMALE,SECRET
}；enum Color//颜⾊
{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，这些都是常量，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//颜⾊
{//它们都是常量，之后不能改，但是在最初始是可以赋初值RED=2,GREEN=4,BLUE=8
};

枚举类型的优点

为什么使⽤枚举？

我们可以使⽤ #define 定义常量，为什么⾮要使⽤枚举？

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。

//例子如下
#include <stdio.h>
enum Sex
{MALE=3,FEMALE=5,SECRET=7
};int main()
{enum Sex sex1 =3;//会报错，必须使用枚举常量enum Sex sex2 = FEMALE;return 0;
}

在这里插入图片描述

注意：以上例子在C语⾔中是可以的，但是在C++是不⾏的，C++的类型检查更严格

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

枚举的使用

增加可读性例子如下：

#include <stdio.h>
//写一个计算器-完成整数的加法、减法、乘法、除法enum Option
{EXIT,//0ADD,//1SUB,//2MUL,//3DIV//4 
};void menu()
{printf("**********************************\n");printf("****** 1. add    2. sub     ******\n");printf("****** 3. mul    4. div     ******\n");printf("****** 0. exit              ******\n");printf("**********************************\n");
}int main()
{int input = 0;do{menu();printf("请选择:>");scanf("%d", &input);switch (input){case SUB:break;case ADD:break;case MUL:break;case DIV:break;case EXIT:printf("退出\n");break;default:printf("选择错误，重新选择\n");break;}} while (input);return 0;
}