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目录
•🌙知识回顾
🍋知识点一:联合体
• 🌰1.联合体类型的声明
• 🌰2.联合体的特点
• 🌰3.相同成员的结构体和联合体对比
• 🌰4.联合体大小的计算
• 🌰4.联合的一个练习
🍋知识点二:枚举类型
• 🌰1.枚举类型的声明
编辑 • 🌰2.枚举类型的优点
编辑• 🌰3.枚举类型的应用
•🌙SumUp 结语
•🌙知识回顾
亲爱的友友们大家好!💖💖💖,我们接着要进入C语言自定义类型的学习,上一篇文章我们详细解析了C语言中的一种自定义类型-结构体,包含了结构体的声明、结构体变量在内存中的存储等,希望大家能够熟练应用~
今天给大家带来的是自定义类型-联合体和枚举类型的知识,他们都属于C语言的自定义类型,希望大家好好学习,也希望可以给大家带来帮助。
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🍋知识点一:联合体
• 🌰1.联合体类型的声明
像我们上一章节介绍的结构体一样,联合体也是由一个或多个成员构成,这些成员可以是不同的类型。但是编译器只为最大的成员分配足够的内存空间,而结构体的每个成员都有自己独立的空间,联合体的特点是所有的成员都共用同一块内存空间,所以联合体也叫:共用体。如果我们给联合体中的其中一个成员赋值,其他成员的值也会发生变化。
结构体的关键字是struct,联合体的关键字是union。
💯代码演示:
#include <stdio.h>
union Un//联合类型的声明
{
char c;
int i;
};
int main()
{
union Un un = { 0 };//联合体变量的定义
return 0;
}
其实联合体变量和结构体变量的声明和初始化是类似的,我们依葫芦画瓢就能够写出来,那重点是这个联合体变量的大小是多少呢?或者说,我们如何计算联合体的大小?
• 🌰2.联合体的特点
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)。
在讨论联合体大小之前,我们先来看一段代码:
#include <stdio.h>
union Un//联合类型的声明
{
char c;
int i;
};
int main()
{
union Un un = { 0 };//联合变量的定义
printf("%p\n", &(un.i));
printf("%p\n", &(un.c));
printf("%p\n", &un);
return 0;
}
结果:联合体的地址和各个联合体成员变量的地址相同。
上面输出的结果再次验证了联合变量的成员是共用同一块空间的。那大家现在应该可以想得到这个联合的大小是多少了。char 型的c和 int 型的i共用一块空间,在内存中的放置应该如下:
变量i和变量c一共占用了4个字节,其中第一个字节是共用的,或是重叠的,所以这个联合体变量的大小就是4个字节。 如果我们对i进行修改,第一个字节被修改了,那么c的值也会被更改,所以我们一般在有多个变量时,用A变量就不用B、C、D变量的时候,或用B变量就不用A、C、D变量时,此时可以用联合体。
💯代码演示:
#include <stdio.h>
union Un
{
char c;
int i;
};
int main()
{
union Un un = { 0 };
un.i = 0x11223344;
un.c = 0x55;
return 0;
}
当创建un.i时,内存为44 33 22 11(小端存储模式),而创建un.c时,就会将内存的第一个字节修改,变成55 33 22 11。
💯图解:
• 🌰3.相同成员的结构体和联合体对比
struct S union Un
{ {
char c; char c;
int i; int i;
}; };
struct S s = { 0 }; union Un un = { 0 };
💯图解:
他们空间占用是不同的,联合体会比结构体占用的空间更少,而且他们的引用场景也是不同的。
• 🌰4.联合体大小的计算
根据联合体的特点,以及我们上面的分析,可能有人就会认为说,联合体的大小就是联合体中最大的那个成员变量的大小,其实这是不对的,联合体也有和结构体类似的对齐规则。
🔥联合的大小至少是最大成员的大小。
🔥当最大成员的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。
💯代码演示:
#include <stdio.h>
union Un
{
char c[5];//5
int i;//4
};
int main()
{
union Un u = { 0 };
printf("%zd\n", sizeof(u));//8
return 0;
}
💯分析:
就比如上面这段代码,联合中有一个包含5个 char 型元素的数组和一个 int 型的变量,数组中的每一个元素占1个字节,int i 占4个字节,如果说联合的大小就是最大成员的大小,那么应该是数组大小5,而上面代码的结果是8。
不知大家还记不记得上一个篇章结构体中对齐数的概念,VS上的默认对齐数是8,成员变量的对齐数是该成员变量的大小和默认对齐数的较小值,对于上面联合变量来说,对齐数分别为1和4,最大对齐数为4,5并不是4的整数倍,所以要对齐到8,上面联合体的大小为8个字节。
🎉🎉🎉联合体使用场景🎉🎉🎉
使用联合体是可以节省空间的,举例:
比如,我们现在要搞一个活动,要上线一个礼品兑换单,礼品兑换单中共有三种商品:图书、杯子、衬衫。
每一种商品都有:库存量、价格、商品类型(公共属性)和商品类型相关的其他信息(特有属性):
图书:书名、作者、页数
杯子:设计
衬衫:设计、可选颜色、可选尺寸
struct gift_list
{
//公共属性
int stock_number;//库存量
double price; //定价
int item_type;//商品类型
//特殊属性
char title[20];//书名
char author[20];//作者
int num_pages;//⻚数
char design[30];//设计
int colors;//颜色
int sizes;//尺寸
};
但是我们可以发现,如果用来描述书,那么设计、颜色、尺寸就不被需要;描述杯子的时候,书名、作者、页数、颜色、尺寸也不被需要;描述衬衫时,书名、作者、页数、设计不被需要。我们虽然能设计这样的一个结构体来完成任务,但是用来描述不同的商品时都造成了很大的空间浪费。所以我们就可以把公共属性单独写出来,剩余的各个商品的特殊属性使用联合体,这样就可以节省所需的内存空间,一定程度上节省了内存。
💯代码演示:
struct gift_list
{
int stock_number;//库存量
double price; //定价
int item_type;//商品类型
union
{
struct
{
char title[20];//书名
char author[20];//作者
int num_pages;//⻚数
}book;
struct
{
char design[30];//设计
}mug;
struct
{
char design[30];//设计
int colors;//颜色
int sizes;//尺寸
}shirt;
}item;
};
• 🌰4.联合的一个练习
写一个程序,判断当前机器是大端?还是小端?
我在🎉🎉🎉数据在内存中的存储🎉🎉🎉中提供了一种方法:
#include <stdio.h>
int check_sys()
{
int n = 1;
return *(char*)&n;
}
int main()
{
int ret = check_sys();
if (ret == 1)
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
return 0;
}
现在我用联合体的方式给出另外一种方法
💯代码演示:
#include <stdio.h>
int check_sys()
{
union Un
{
int n;
char c;
}u;
u.n = 1;
return u.c;
}
int main()
{
int ret = check_sys();
if (ret == 1)
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
return 0;
}
u.c其实就是u.i的第一个字节,我们直接返回它就好了,这个方法也是十分巧妙。
🍋知识点二:枚举类型
• 🌰1.枚举类型的声明
枚举类型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,也可以一一列举。
上面这些数据的表示就可以使用枚举了。
💯代码演示:
enum Color
{
//三原色的可能取值
RED,
GREEN,
BLUE
};
enum Sex
{
//性别的可能取值
MALE,
FEMALE,
SECRET
};
注意:枚举的写法和结构、联合有些不同,枚举中可能的取值后面是逗号,并且最后一个取值后无符号。
这些可能的取值都是有值的,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给枚举常量赋初值。
💯代码1:
#include <stdio.h>
enum Color
{
//三原色的可能取值
RED,
GREEN,
BLUE
};
int main()
{
printf("%d %d %d\n", RED, GREEN, BLUE);//0 1 2
return 0;
}
💯代码2:
#include <stdio.h>
enum Color
{
//三原色的可能取值
RED,//0
GREEN=5,//5
BLUE//6
};
int main()
{
printf("%d %d %d\n", RED, GREEN, BLUE);//0 5 6
return 0;
}
• 🌰2.枚举类型的优点
我们可以使用 #define 定义常量,例如
#define RED 0
#define GREEN 1
#define BLUE 2
那为什么非要使用枚举?
🎉🎉🎉枚举的优点🎉🎉🎉
🔥增加代码的可读性和保护性。
🔥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,依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。
• 🌰3.枚举类型的应用
比如说我们想做一个计算器,代码如下
💯代码演示:
#include <stdio.h>
void menu()
{
printf("*************************\n");
printf("**** 1.add 2.sub ****\n");
printf("**** 3.mul 4.div ****\n");
printf("**** 0.exit ****\n");
printf("*************************\n");
}
int main()
{
int input = 0;
do
{
menu();
printf("请选择:>");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case 1:
//加法
break;
case 2:
//减法
break;
case 3:
//乘法
break;
case 4:
//除法
break;
case 0:
//退出
break;
}
//...
} while (input);
}
这样做确实可以实现对应的功能,但有个不太好的地方,就是我如何将1、2、3、4和加减乘除对应呢?我如果记不住呢?那我每次都要回到 menu 去看,比较麻烦,我们可以用枚举来解决这个问题
💯代码演示:
#include <stdio.h>
void menu()
{
printf("*************************\n");
printf("**** 1.add 2.sub ****\n");
printf("**** 3.mul 4.div ****\n");
printf("**** 0.exit ****\n");
printf("*************************\n");
}
enum Option
{
EXIT,
ADD,
SUB,
MUL,
DIV
};
int main()
{
int input = 0;
do
{
menu();
printf("请选择:>");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case ADD:
//加法
break;
case SUB:
//减法
break;
case MUL:
//乘法
break;
case DIV:
//除法
break;
case EXIT:
//退出
break;
}
//...
} while (input);
}
如果我们用枚举,那么我们看到ADD,就会联想到加法,看到SUB,就会联想到减法,看到EXIT,就会联想到退出,是个不错的方法。
•🌙SumUp 结语
C语言所有的自定义类型,包括结构、联合和枚举的学习到这里就结束啦~后面就会进入动态内存管理的学习。在这里希望大家能够将前面的C语言的的基础知识进行回顾复习,使整个纯C学习是连贯的,这样更加利于我们的学习和理解以及继续拓展。
如果大家觉得有帮助,麻烦大家点点赞,如果有错误的地方也欢迎大家指出~