【C语言】自定义类型——枚举、联合体

简介: 对枚举、联合体进行介绍,包括枚举的声明、枚举的优点,联合体的声明、联合体的大小。

枚举

将事物一一列举出来,每个枚举常量都有一个取值。

下面就是枚举的具体格式,Mon,Tues,Wed这些就是枚举常量,每个枚举常量之间用逗号 隔开。枚举常量用大括号括在一起,记得结尾要有分号作为结尾

枚举中的变量都是有初始值的,默认从0开始,后面就是递增1。下图将它们各自的值打出来。

enum Day
{
  Mon,
  Tues,
  Wed,
  Thur,
  Fri,
  Sat,
  Sun
};

枚举变量的取值也是可以直接定义的。

enum Color//颜⾊
{
     RED=2,
     GREEN=4,
     BLUE=8
};


枚举的优点

通过定义宏,同样可以把各星期的取值打印出来。那枚举的优点是什么呢?

#define Mon 0
#define Tues 1
#define Wed 2
#define Thur 3
#define Fri 4
#define Sat 5
#define Sun 6

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
  3. 防止命名污染(封装)
  4. 便于调试
  5. 使用方便,一次可以定义多个常量

2.和#define定义的标识符比较枚举有类型检查,更加严谨

枚举变量都具有类型,转换的时候会更加严格。

enum Day d = Fri;
enum Day d = 5; //在C++的语法中会报错

3.防止命名污染(封装)

enum将各枚举变量封装起来。

4.便于调试

在#define在预处理阶段,define所定义的标识符就已经被替换了,调试所看到的代码和所写代码会有所差异。

而枚举中变量是不会替换的。

联合(共用体)

联合是一种特殊的自定义类型

这种类型定义的变量也包含一系列的成员,特征是这些成员共用同一块空间。

联合体的大小是联合体中成员的最大内存。

#include <stdio.h> 
union Un
{
  int a;
  char c;
};
int main()
{
  union Un u;
  printf("%d\n", sizeof(u));
  printf("%p\n", &u);
  printf("%p\n", &(u.a));
  printf("%p\n", &(u.c));
  return  0;
}

联合体的内存分布


联合体的成员共用同一块内存空间,因此联合体的大小至少是最大成员的大小。

联合体的特点:

1.联合体成员的地址是一样的

2.联合体的大小至少为最大成员的大小

联合体的成员内存是重叠的,因此联合体在同一时刻,只能使用一个联合体成员。

通过下面的例子,理解联合体的内存分布:

例子1:

#include <stdio.h>
union Un
{
  char c;
  int i;
};
int main()
{
  union Un un = { 0 };
  un.i = 0x11223344;
  un.c = 0x55;
  printf("%x\n", un.i);
  return 0;
}

由于是小端操作系统,数据在内存在的储存为小端字节序。

绿色表示联合体成员 i 。

联合体的成员的地址是一样的,但是所占的字节不同。

红色表示的是联合体成员 c 。



如何通过联合体检验编译器的大小端?

一个数据 a = 0x11223344 在大小端字节序的不同排列

 小端字节序储存:

  • 把一个数据的低位字节序的内容存放在低地址处,把高位字节序的内容放在高地址处,就是小端字节序。

大端字节序储存:

  • 把一个数据的高位字节序的内容存放在低地址处,把低位字节序的内容放在高地址处,就是大端字节序。

int a =0x11 22 33 44(这里用十六进制是为了表达)


代码: 

#include <stdio.h>
int check_sys()
{
  union Un
  {
    char c;
    int i;
  }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;
}

解释:

如果是小端字节序,i 在内存中是 01 00 00 00,这个时候将 c 拿出来,就是那联合体的第一个字节。如果是1,那么就是小端字节序。


如果是大端字节序,i 在内存中是 00 00 00 01,这个时候将 c 拿出来,就是那联合体的第一个字节。如果是0,那么就是大端字节序。

联合体的大小

联合体的大小也存在对齐。

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


对⻬数 = 编译器默认的⼀个对⻬数 与 该成员变量⼤⼩的较⼩值。

- VS 中默认的值为 8

- Linux中 gcc 没有默认对⻬数,对⻬数就是成员⾃⾝的⼤⼩

例子1:

下面的打印结果是什么?

#include <stdio.h>
union Un
{
  char arr[5];
  int i;
};
union Un2
{
  short c[7];
  int i;
};
int main()
{
  printf("%d\n", sizeof(union Un));
  printf("%d\n", sizeof(union Un2));
  return 0;
}

Un的最大成员是 i ,4个字节的大小,arr[5]的内存如下,联合体Un的大小要对齐,对齐到4的整数倍,因此联合体Un的大小为8个字节。

Un2的最大成员是 i, 4个字节的大小,short[7]的内存如下,联合体Un2的大小要对齐,对齐到4的整数倍,因此联合体Un2的大小为16个字节。


总结:

  1. 枚举(将事物一一列举出来,每个枚举常量都有一个取值)
  2. 枚举的优点
  3. 联合体,联合体的内存分布
  4. 联合体的大小



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