C语言自定义类型联合和枚举(25)

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前言

  关于自定义类型除了我们常用的结构体，其实还有联合与枚举也是属于自定义类型
  我们也来学习一下吧！

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一、联合体

联合体的声明

联合体是一个或多个成员组成，其中成员可以是不同类型，并且所有成员共用同一块内存空间，所以联合体也称为共用体。联合体声明的关键字是union

//联合体类型的声明
union Un
{// 1 + 4 == 5 吗？char c; // 1int i; // 4
};
int main()
{union Un un;// 联合体的定义sizeof("%zd\n,sizeof(un)"); // 4return 0;
}

联合体的特点

1. 联合体所有成员共用同一块内存空间，一个联合体变量的大小，至少是最大成员的大小，编译器只为最大的成员分配足够大的空间
2. 给联合体其中一个成员赋值，其他成员的值也会变化

我们不妨来两段代码来详细感受一下这个性质：

// 代码一
union Un
{char c;int i;
};int main()
{union Un un = {0};// 下⾯输出的结果是⼀样的吗？// 结果：001AF85C//      001AF85C//	    001AF85Cprintf("%p\n", &(un.i));printf("%p\n", &(un.c));printf("%p\n", &un);return 0;
}

// 代码二
union Un
{char c;int i;
};int main()
{union Un un = {0};un.i = 0x11223344;un.c = 0x55;// 结果:11223355printf("%x\n", un.i);return 0;
}

如果用一幅图来说明，那就是如下：

从代码一输出的结果是相同的，说明联合体中成员变量是一块空间存储
从代码二输出中，第四个字节的内容被修改位55，对联合体中成员赋值，会影响联合体的全部成员，char类型只占用一个字节

还记得前面的内容不，请在十秒内说出这是小端存储还是大端存储？
答案是小端！

联合体和结构体内存布局对比

我们再来比较一下同样成员变量情况下，两种结合方式的区别来加深印象：

struct Su
{char c;int i;
}S;Union Un
{char c;int i;
}un;

结构体是通过以为空间换取时间设计，而联合体是节省空间

联合体的大小计算

1. 联合体的大小至少是最大成员的大小
2. 当最大成员大小（联合体总大小）要对齐到最大对齐数的整数倍

请注意，很多学习资料都说联合体的大小就是最大成员的大小，其实这是不对的！
事实上，联合体也是有内存对齐的，下面我们就来举例说明

#include <stdio.h>union Un1
{char c[5]; int i; 
}; // 最大对齐数位4，最大成员大小为5，对齐到8是最大对齐数的整数倍union Un2
{short c[7];int i;
}; // 最大对齐数位4，最大成员大小为7，对齐到16是最大对齐数的整数倍int main()
{printf("%zd\n", sizeof(union Un1)); // 8printf("%zd\n", sizeof(union Un2)); // 16return 0;
}

联合体的实际使用样例

礼品兑换单

事实上你可以观察下这种做法，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处理，其实是在一定程度上节省了内存

struct gift_list
{int stock_number; // 库存量double price; // 定价int item_type; // 商品类型// 甚至还使用了匿名结构体、联合体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;
};

判断当前机器是大端还是小端

这算是一个巧思，很妙，因为联合体公用一个空间，相当于我是把一个int变量的第一个字节的数据单独提取出来，如果最后返回的是1，那说明低字节位放数据低位，事实也确实是这样，也就说明小端是答案

union un
{char c;int i;
};bool check_sys()
{union un u;u.i = 0x00000001;return u.c;
}int main()
{if (check_sys()){printf("小端\n"); // YES}else printf("大端\n");return 0;
}

二、枚举

枚举的定义

枚举顾名思义就是一一列举，而列举可能的取值是用于定义一组具有离散值的常量，使数据更简洁、方便使用，关枚举的关键字enum

枚举类型的声明

enum Day
{Mon,Tues,Wed,Thur,Fri,Sat,Sun
};enum Sex
{Man,Woman;
}

以上定义的enum Day、enum Sex都是枚举类型，而{ }中枚举类型的可能取值称为枚举常量

枚举类型的优点

我么可以用宏来定义常量，那么这里为什么还要单独设立一种数据类型呢？

1. 增加代码的可读性和可维护性
2. 枚举类型有类型检查，更加严谨
3. 便于调试，预处理阶段会删除#define定义的符号
4. 一次可以定义多个枚举常量，使用方便
5. 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

枚举类型的使用

enum Color
{Red=2,Blue=1
}enum Color clr = Blue;

enum Color clr = 2；
这种写法可以么，毕竟2也是Red的值，应该支持隐式类型转换吧！
嗯…最好不要，C语言可以；Cpp不行，Cpp检查比较严格

那有没有具体一点的应用场景呢？
有，我们稍微回顾一下之前的扫雷

运用了枚举这个技巧后：

关于枚举其实我们后来还会有很多的应用场景，这就需要大家自己去慢慢发现了！

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总结

  其实中途跳过去写Cpp了，现在再跳回来…
  反复横跳！