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【自定义类型详解】完结篇——枚举与联合体（共用体）详解

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这篇文章我们继续来学习C语言中的另外两种自定义类型——枚举和联合（共用体），一起来学习吧！！！

1. 枚举

枚举也是C语言中的一种自定义类型。

1.1 什么是枚举

枚举顾名思义就是一 一列举。
把可能的取值一 一列举。
比如在我们的日常生活中：

每周的星期一到星期日都是有限的7天，可以一一列举
性别有：男、女，也可以一一列举。
月份有12个月，也可以一一列举

我们想描述这些值，就可以使用枚举。

1.2 枚举类型的定义

那枚举类型应该如果定义呢？

枚举的定义与结构体类似：

enumtag{
    xx,};

解释一下：
在这里插入图片描述
要注意：枚举常量后面跟的是逗号’,'而不是分号，但是最后一个后面可以不加，这一点和结构体是不一样的。

举个例子：

enumDay//星期{
    Mon,
    Tues,
    Wed,
    Thur,
    Fri,
    Sat,
    Sun
};

在这里插入图片描述

这就是一个枚举类型。 {}中的内容就是该枚举类型对应的所有可能取值。

1.3 枚举的使用与注意

那定义好了类型，我们就可以那这些类型来定义变量了：
比如：

enumColor//颜色{
    RED,
    GREEN,
    BLUE
};intmain(){enumColor col = RED;}

使用enum Color这个类型定义一个变量，取值为RED。

  1. 这些大括号中的可能取值其实都是有值的，默认第一个为0，后面的依次递增1。

我们可以打印出来看一下：

intmain(){//enum Color col = RED;printf("%d\n", RED);printf("%d\n", GREEN);printf("%d\n", BLUE);}

在这里插入图片描述

  1. 这些枚举类型的可能取值也叫做枚举常量，那既然是常量，就意味这不能被修改。

枚举常量不能修改：
在这里插入图片描述

  1. 虽然不能修改，但是我们可以在定义是给它们赋初值。
enumColor//颜色{
    RED=5,
    GREEN,
    BLUE
};

这次我们在打印它们的值看看是多少：
在这里插入图片描述

如果只给第一个赋初值，就从该初值开始，还是依次增1。

enumColor//颜色{
    RED,
    GREEN =7,
    BLUE
};

在这里插入图片描述

如果中间某个赋初值，前面的还是默认值，后面的会依次增1。

enumColor//颜色{
    RED =3,
    GREEN =7,
    BLUE =5};

在这里插入图片描述

全部赋初值，则按赋的值。

1.4 枚举的优点

学到现在，我们知道，枚举的取值就是一些常量嘛。

enumColor//颜色{
    RED,
    GREEN,
    BLUE
};

我们这样给一个枚举，它们的默认值不就是0，1，2嘛。
那我们用#define不是也可以定义常量嘛。

#defineRED0#defineGREEN1#defineBLUE2

这样不是也可以嘛？

那我们为什么非要使用枚举呢？
既然我们选择使用它，就说明它是一些优点的。

那接下来，我们就来了解一下，枚举有哪些优点：

  1. 增加代码的可读性和可维护性

举个例子：

比如我们现在要写一个顺序表或者链表，我们知道，它们通常需要实现一些增删查改，打印，求长度，头插，尾插等等这些功能。
我们通常会搞一个switch语句，根据case后面不同的取值去调用不同的函数，来实现相应的功能。
最后我们还会做一个菜单，让用户在使用时根据菜单的提示做出相应的选择。
比如像这样的：
在这里插入图片描述
这样我们在看代码的时候，看到switch语句中case后面的值，可能还需要翻到上面看看它对应的是哪个功能。

但是，如果我们的程序已经完全写好之后，我们case语句对应的值，是不是就确定了，就这几个取值了。
那这个时候，我们是不是就可以考虑用一个枚举呢？

枚举的取值都是常量，而case后面的值要求的也必须是整型常量表达式。
那我们就可以这样搞：
在这里插入图片描述
每个枚举常量的默认值正好就是0到6。
现在就可以直接把这些枚举常量放在case后面了。
在这里插入图片描述
我们可以按照自己的情况把它们的名字设置成我们容易理解的，然后替换0，1，2，3，4…这些数字。
这样有时候就可以达到增强代码可读性的目的。

除此之外，还有一些其它的优点，我们一起来看一下：

  1. 和#define 定义的标识符比较枚举有类型检查，更加严谨。
  2. 防止了命名污染（封装）
    1. 便于调试
  4. 使用方便，一次可以定义多个常

2. 联合体（共用体）

联合体也是一种特殊的自定义类型

2.1 联合类型的定义

那联合体要怎么定义呢？

与结构体一样，联合类型也包含一系列的成员，特征是这些成员公用同一块空间（所以联合也叫共用体）。

举个例子：

union Un
{char c;int i;};intmain(){//联合变量的定义union Un un;//计算联合变量的大小printf("%d\n",sizeof(un));return0;}

2.2联合的特点

那现在大家来思考一个问题，上面的联合体变量un的大小是多少？

在这里要注意上面的一句话：这些成员公用同一块空间（所以联合也叫共用体）。
联合体的成员共用一块空间。
那我们来看一下它的大小到底是多大？
在这里插入图片描述

为什么是4个字节呢？

联合体un只有两个成员，

char c; int i;

c 大小1个字节，i是最大的成员4个字节。
那么因为它们共用同一块空间，所以四个字节就够了。
4个字节既可以放得下c ，也能放得下i。

所以：

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）。

那怎么证明它们是共用同一块空间的呢？

union Un
{int i;char c;};intmain(){union Un un;// 下面输出的结果是一样的吗？printf("%p\n",&(un.i));printf("%p\n",&(un.c));return0;}

我们是不是可以看一下它们的地址，如果共用一块空间，那地址肯定是一样的，对吧。
我们来看一下：
在这里插入图片描述
我们打印出来成员i和c的地址，是一样的！！！
注：我们看到联合体访问成员和结构体的方式是一样的。(un.i)

那他们共用一块内存空间意味着什么呢？

是不是意味着它们不能同时存在啊，或者说它们不能同时使用。
就拿上面的哪个union Un来说：
在这里插入图片描述
当我们使用成员 i 时，对于c来说，此时c的那一个字节里面是不是存的是 i 的内容，就相当于此时c是不存在的。

来看一段代码：

    un.i =0x11223344;
    un.c =0x55;printf("%x\n", un.i);

因为它们共用一块空间，上述代码中先给un.i赋值。
那此时un的四个字节的空间里放的应该是这样的内容：
假设左边低地址，右边高地址在这里插入图片描述
那我们在去给un.c赋值，是不是就会改变1个字节的内容（因为un.c是1个字节）。
应该就变成这样了：
在这里插入图片描述
那我们再以

printf("%x\n", un.i);

（%x是以16进制形式打印）打印出来是不是就是

11223355

了。
来验证一下：
在这里插入图片描述
这样更好的验证了联合体的成员共用一块空间，不能同时存在。

2.3使用联合体解求机器字节序的问题

那接下来我们就使用联合体来解决一道题：

在之前的一篇文章——深度剖析整形数据在内存中的存储
中讲解过一道题：
在这里插入图片描述
大家如果忘了字节序相关的知识可以去复习一下。

当时我们是这样解的：

#include<stdio.h>intmain(){int a =1;if((*(char*)&a)==1)printf("小端");elseprintf("大端");return0;}

在这里插入图片描述
现在还是同样的思路，我们换一种方法，借助联合体解这道题：

intcheck_sys(){union un
    {int i;char c;}u;
    u.i =1;return u.c;}intmain(){int ret =check_sys();if(ret ==1)printf("小端");elseprintf("大端");return0;}

解释一下：

首先我们知道 

i， c

肯定占用的是同一块空间：
在这里插入图片描述

u.i = 1;

执行之后，联合体u的4个字节里放的应该是
在这里插入图片描述
然后我们并没有给

u.c

赋值，而是直接返回

u.c

的值，那

u.c

只占1个字节，但是还是上面那四个字节的空间，所以返回的就是1，结果就应该是小端。

我们看一下结果：
在这里插入图片描述

2.4 联合体大小的计算

在联合体的特点里我们已经知道：

  1. 一个联合体的大小，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）

我们在上面举的例子中的联合体大小就是它的最大成员的大小，但是不是所有的联合体大小都是这样呢？
不是的，联合体大小的计算其实也要考虑对齐的。

  1. 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。 举个例子：
#include<stdio.h>union Un1
{char c[5];int i;};intmain(){printf("%d",sizeof(union Un1));return0;}

参照上面的规则，大家思考union Un1的大小是多少？
是最大成员的大小，5个字节吗？
在这里插入图片描述
是8个字节哎！为什么呢？

我们一起来算一下：

首先最大成员的大小是几？
是不是5啊，最大的成员应该是

char c[5];

，大小5个字节，那按照上面第二条规则，我们是不是要判断一下5是不是最大对齐数的整数倍啊。
首先

char c[5];

，这里要注意，它是一个数组，计算它的的对齐数的时候比的是数组一个元素的大小和默认对齐数，去它们之中的较小值。
那

char c[5];

的类型是char，每个元素1个字节，小于8，所以对齐数是1；
另外一个成员

int i;

对齐数是4，5不是4的整数倍，所以要对齐到4的整数倍，因此

union Un1

的大小是8个字节。

好了，讲到这里，C语言中的自定义类型就全部学习完了。总共写了3篇文章，欢迎大家指正！！！
我们一起进步！！！
在这里插入图片描述

标签： c语言 数据结构 算法
本文转载自: https://blog.csdn.net/m0_70980326/article/details/127174151
版权归原作者 Y_^O^ 所有， 如有侵权，请联系我们删除。
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