自定义类型②③——联合体和枚举
- 1.联合体
- 1.1 联合体类型的声明
- 1.2 联合体的特点
- 1.3 相同成员结构体和联合体的对比
- 1.4 联合体大小的计算
- 1.5 联合体的应用①
- 1.5 联合体的应用②
- 2. 枚举
- 2.1 枚举类型的声明
- 2.2 枚举类型的特点
- 2.3 枚举的优点
1.联合体
1.1 联合体类型的声明
关键字：union
联合体的声明和结构体几乎一样。
union un
{
char c;
int i;
};
并且与结构体一样，也有 匿名声明 ，以及 typedef 重新命名这一语法
链接: 结构体
1.2 联合体的特点
-
联合体的特点
- 联合的成员是 共用同一块内存空间，所以 联合体又叫做共用体
看下面的代码
typedef union
{
char c;
int i;
}un;
int main()
{
un a = { 0 };
printf("%p\n", &(a.c));
printf("%p\n", &(a.i));
printf("%p\n", &(a));
return 0;
}
发现地址都是一样的，这也就反映了联合体只开辟一次空间，并且所有的变量都共用这一块空间，起始地址都是一样的。
联合体这样的特点导致联合体在使用的时候只能够一次性使用一个变量，不能同时使用多个变量，因为联合体共用了同一块内存空间，所以在修改其他成员变量的同时，就会改变之前变量的值
看下面的代码加深一下理解：
typedef union
{
char c;
int i;
}un;
int main()
{
un a = { 0 };
a.i = 0x11223344;
a.c = 0x55; //会改变a.i的值，由于VS是小端存储，所以“44”变为“55”
printf("%x", a.i);
return 0;
}
1.3 相同成员结构体和联合体的对比
struct s
{
char c;
int i;
};
union un
{
char c;
int i;
};
可见联合体相比于结构体或者位段，更加能够 节省空间
1.4 联合体大小的计算
由于联合体只需要开辟一次空间，所以都是从偏移量为0的地方开始开辟空间的。
-
联合体也满足以下的对齐规则：
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- 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
union un
{
char c[5];
int i;
};
int main()
{
union un a = { 0 };
printf("%zd", sizeof(a));
return 0;
}
这里最大的是字符数组为5，但是最大对齐数是4，因此最后的大小需要对齐到4的整数倍，也就是8
1.5 联合体的应用①
比如，我们要搞一个活动，要上线一个礼品兑换单，礼品兑换单中有三种商品：图书、杯子、衬衫。
每一种商品都有：库存量、价格、商品类型和商品类型相关的其他信息。
图书：书名、作者、页数
杯子：设计
衬衫：设计、可选颜色、可选尺寸
如果我们使用结构体：
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; //页数
char design[30]; //设计
int colors; //颜色
int sizes; //尺寸
};
上述的结构虽然设计起来简单，用起来也方便，但是结构的设计中包含了所有礼品的各种属性就会使结构体的打下偏大，比较浪费内存。因为对于礼品兑换单中的商品来说，只有部分属性信息是常用的。比如： 商品是图书，就不需要design、colors、sizes。所以我们可以把公共属性单独写出来，剩余属于各种商品本身的属性使用联合体，这样就可以减少所需的内存空间，在一定程度上节省了内存。
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
union //联合体
{
struct
{
char title[20]; //书名
char author[20]; //作者
int num_pages; //页数
}book;
struct
{
char design[30]; //设计
}mug;
struct
{
char design[30]; //设计
int colors; //颜色
int sizes; //尺寸
}shirt;
}item;
};
1.5 联合体的应用②
在前面我们写了一个程序如何判断 大小端字节序
链接：大小端字节序的判断
现在我们在学习了联合体后利用其特点,可以写一个新的代码来判断大小端字节序:
union un
{
int a;
char i;
};
int main()
{
union un a = { 0 };
a.a = 1;
printf("%d\n", a.i);
if (a.i == 0) printf("大端");
else printf("小端");
return 0;
}
2. 枚举
2.1 枚举类型的声明
枚举顾名思义就是----列举.把可能得值一一列举.
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比如我们的生活中:
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- 一周的星期一到星期日是有限的7天,可以一一列举
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- 性别有:男、女、保密，也可以是一一列举
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- 月份有12个月，也可以一一列举
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- 三原色（蓝绿红），也是可以一一列举
下面介绍枚举的结构，这个与结构体和联合体还是稍微有一点区别。
关键字： enum
enum day
{
Mon, // 之间是“,”，而不是“;”连接
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun // 最后一个什么也没有
};
int main()
{
enum day birthday = Mon; //直接赋值就可以了
return 0;
}
2.2 枚举类型的特点
枚举类型{ }里面的内容是枚举类型的可能取值，也叫 枚举常量 ，注意这些可能取值都是有值的，默认只从0开始，依次递增1。
enum day
{
Mon,
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun
};
int main()
{
enum day birthday = Mon;
printf("%d\n", Mon);
printf("%d\n", Tues);
printf("%d\n", Wed);
printf("%d\n", Thur);
printf("%d\n", Fri);
printf("%d\n", Sat);
printf("%d\n", Sun);
return 0;
}
当然在声明枚举类型的时候也可以赋初值
并且在创建了一个枚举变量后，应该用枚举常量进行赋值；
enum day
{
Mon,
Tues,
Wed=5,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun
};
int main()
{
enum day birthday = Mon; //使用枚举常量进行赋值
printf("%d\n", Mon);
printf("%d\n", Tues);
printf("%d\n", Wed);
printf("%d\n", Thur);
printf("%d\n", Fri);
printf("%d\n", Sat);
printf("%d\n", Sun);
return 0;
}
发现从Wed开始的值就变了
2.3 枚举的优点
通过初步对枚举的学习我们不难发现，这个和与 #define 定义全局常量有点像，所以为什么要使用枚举呢？
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主要有以下原因：
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- 增加代码的可读性和可维护性；
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- 和#define定义的标识符相比，枚举有类型检查，更加严谨（不过C语言没有，C++有，比如枚举类型就只能够用枚举常量进行赋值，哪怕Mon是0，但是只能用Mon进行赋值，而不能是0）
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- 便于调试，因为在编译的时候会删除#define定义的标识符，会导致我们看到的代码与编译后的代码不一致的问题
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- 使用方便，一次可以定义多个常量
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- 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
