【C语言篇】自定义类型：联合体和枚举详细介绍

2024-10-09 19:10:34 浏览数 (3)

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。

代码语言：javascript复制
#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("%dn", 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）

代码语言：javascript复制
//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("%pn", &(un.i));
    printf("%pn", &(un.c));
    printf("%pn", &un);
    return 0;
}

输出结果一样

代码语言：javascript复制
//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("%xn", un.i);//11223355
    return 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。

联合体和结构体对比

代码语言：javascript复制
struct S
{
    char c;
    int i;
};
struct S s = {0};

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

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

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

代码语言：javascript复制
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。

代码语言：javascript复制
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：

代码语言：javascript复制
//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 01
    return 0;
}

这里我们可以使用联合体很好实现：

代码语言：javascript复制
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 01
    return 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

代码语言：javascript复制
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。

代码语言：javascript复制
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：

  1. 增加代码的可读性和可维护性
  2. 和#define定义的标识符⽐较，枚举有类型检查，更加严谨。
代码语言：javascript复制
//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;
}

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

  1. 便于调试，预处理阶段会删除 #define 定义的符号
  2. 使⽤⽅便，⼀次可以定义多个常量
  3. 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：

代码语言：javascript复制
#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,//0
    ADD,//1
    SUB,//2
    MUL,//3
    DIV//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;
}

以上就是关于联合体和枚举的详细介绍啦，各位大佬有什么问题欢迎在评论区指正，您的支持是我创作的最大动力！❤️

设计 数据 存储 变量 内存

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