【C语言】自定义类型——枚举、联合体

news2024/11/22 19:03:55

引言

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。

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引言

枚举

枚举的优点

联合（共用体）

联合体的内存分布

如何通过联合体检验编译器的大小端？

联合体的大小

总结：

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

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
防止命名污染（封装）
便于调试
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。