【C语言】:枚举和联合

简介: 【C语言】:枚举和联合

1. 枚举

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。

1.1 枚举类型的定义

枚举类型的定义与结构体是十分类似的:

enum Day//星期
{
  Mon,
  Tues,
  Wed,
  Thur,
  Fri,
  Sta,
  Sun
};
enum Sex//性别
{
  MALE,
  FEMALE,
  SECRET,
};

以上定义的enum Day,enum Sex都是枚举类型。

  • {}大括号里的内容是枚举类型的可能取值,叫做枚举常量
  • 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。
  • 别漏了逗号
#include <stdio.h>
enum Day//星期
{
  Mon,
  Tues,
  Wed,
  Thur,
  Fri,
  Sta,
  Sun
};
int main()
{
  printf("%d\n", Mon);
  printf("%d\n", Tues);
  printf("%d\n", Wed);
  printf("%d\n", Thur);
  printf("%d\n", Fri);
  printf("%d\n", Sta);
  printf("%d\n", Sun);
  return 0;
}

输出结果:

如果给它们赋初值:

#include <stdio.h>
enum Sex//性别
{
  MALE=2,
  FEMALE,
  SECRET,
};
int main()
{
  printf("%d\n", MALE);
  printf("%d\n", FEMALE);
  printf("%d\n", SECRET);
    
  return 0;
}

输出结果:

1.2 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。

1.3 枚举的使用

#include <stdio.h>
enum Day//星期
{
  Mon,
  Tues,
  Wed,
  Thur,
  Fri,
  Sta,
  Sun
};
int main()
{
  enum Day d = Mon;//使⽤枚举常量给枚举变量赋值
  return 0;
}

2. 联合(共用体

联合也是一种特殊的自定义类型。

这种类型自定义的变量也包含一系列成员,特征是这些成员共用同一块空间(所以联合也叫共用体)。

2.1 联合类型的定义

跟结构体一样,联合也是由一个或多个成员构成,这些成员可以是不同的类型。

其类型声明和变量定义如下:

#include <stdio.h>
//联合类型的声明
union Un
{
  int a;
  char c;
};
int main()
{
  //联合变量的定义
  union Un u;
    //计算联合变量的大小
    printf("%zd\n", sizeof(u));
   
  return 0;
}

输出结果:

为什么是4呢?

2.2 联合的特点

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(因为联合至少得有能力保存最大的那个成员)。

思考下面的代码:

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

三个地址一模一样。画图解释:

  • 放在联合体中的成员并不是每个都有自己独立的空间的。
  • 所以联合体在一定程度上也节省了空间,使用联合体时必须保证每个成员是独立使用的。

例如上面的代码中,a和c只能独立使用,不能既使用a又使用c。

我们再使用一个例子来说明这个特点:

#include <stdio.h>
union Un
{
  int i;
  char c;
};
int main()
{
  union Un u;
  u.i = 0x11223344;
  u.c = 0x00;
  return 0;
}

如监视内存所示,正是由于a和c共用一块地址,改变a的同时c也会变化。

画图解释如下:

2.3 使用联合体判断当前机器的大小端

(注:若不了解什么是大小端,请移步我的主页浏览相关文章~

#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;
}

思路画图解释如下:

2.4 联合大小的计算

对齐规则:

  • 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 arr[5];//5
  int a;//4
};
int main()
{
  printf("%zd\n", sizeof(union Un));
  return 0;
}

输出结果:

由对齐规则可知:该联合体的大小至少是5个字节,由于它们的最大对齐数是4,5不是4的整数倍,所以还要向后浪费空间,直到8个字节。

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