C语言(13)----联合和枚举

简介: C语言(13)----联合和枚举

联合体

联合体(union)是一种特殊的数据类型,可以在同一内存空间中存储不同类型的数据。

联合体和结构体(struct)类似,但不同之处在于结构体的各个成员会分别占用内存空间,而联合体的各个成员共享同一内存空间。鉴于这个特性,联合体也叫做共用体

联合体的声明

union union_name
{
    data_type member1;
    data_type member2;
    // 可以有多个成员
};

联合体的大小

因为共享同一内存空间,那么为了有足够的空间来装下所有的成员,那么联合体大小必须要大于最大成员的大小。

但是需要注意的是,当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍的时候,那么此时联合体的大小为了内存对齐要扩大为最大对齐数的整数倍

举例:

#include <stdio.h>
union Un1
{
 char c[5];
 int i;
};
 
int main()
{
 //求下⾯输出的结果
 printf("%d\n", sizeof(union Un1));
 return 0;
}

输出结果应该是

8;

因为int类型占四个字节,而c数组占五个字节,那么鉴于5不是最大对齐数的整数倍,所以系统就会自动默认该联合体的大小为8个字节。

联合体的用处

鉴于它共享空间的特性,那么就可以达到节省空间的目的。

例如:

现在商店需要知道商品的一些信息。

商品1:单价,数量,质量

商品2:单价,数量,销售量

商品3:单价,数量,批发价

三种商品共同的属性是单价和数量,这些属性实际上可以共享同一块空间,没有必要再分为三块而浪费两块大小的空间。其他不同的属性再独自占各自的空间。

联合体的实例

要求写一个程序,用联合体的知识来判断机器为大端还是小端

#include <stdio.h>
 
union Endian 
{
    int num;
    char bytes[sizeof(int)];
};
 
int main() 
{
    union Endian e;
    e.num = 1;
 
    if (e.bytes[0] == 1) 
    {
        printf("当前机器为小端\n");
    } 
    else 
    {
        printf("当前机器为大端\n");
    }
 
    return 0;
}

在这个程序中,定义了一个联合体 Endian,其中包含一个整型成员 num 和一个字符数组成员 bytes,大小为整型的大小。

main 函数中,将整型变量 num 赋值为1,然后通过字符数组 bytes 的第一个元素来判断当前机器是大端还是小端。

如果 bytes[0] 的值为1,则表示当前机器为小端;如果 bytes[0] 的值为0,则表示当前机器为大端。最后根据判断结果输出相应的信息。

枚举

枚举顾名思义,就是将情况一一列举

而枚举实际上是根据某个事物包括的情况来列举的。例如一周是有周一到周日七种情况,而身份是有父亲儿子等等多种情况。

枚举要做的就是把情况都列出来。

enum enum_name 
{
    constant1,
    constant2,
    constant3,
    // 可以有多个常量
};

需要注意的是,枚举中的可能取值都是常量,它们可以被初始化,但是是不可变的。

enum Weekday 
{
    MON = 1,
    TUE,
    WED,
    THU,
    FRI,
    SAT,
    SUN
};

枚举的作用

枚举类型可以用于定义变量、函数参数、函数返回值等,以表示某种状态或选项。例如:

enum Weekday today = TUE;

枚举类型还可以与 switch 语句结合使用,方便对不同的枚举值进行处理。例如:

switch (today) 
{
    case MON:
        printf("Today is Monday\n");
        break;
    case TUE:
        printf("Today is Tuesday\n");
        break;
    // 其他枚举值的处理
}

枚举的优点

  1. 增加代码可读性:通过使用枚举,可以用有意义的名称来表示一组相关的常量,使代码更易于理解和阅读。
  2. 提高代码可维护性:枚举可以集中定义相关的常量,当需要修改常量值时,只需修改枚举定义即可,而无需在代码中逐个修改每个常量。
  3. 相较于#define:枚举可以进行类型检查,更具有严谨性
  4. 类型安全,使用安全:枚举类型是一种类型安全的数据类型,编译器会检查枚举值的合法性,防止使用未定义的值。并且一次可以定义多个常量
  5. 提高代码的可移植性:枚举类型可以在不同平台上保持一致,因为枚举值的值是由编译器自动生成的。
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