⾃定义类型:联合和枚举

1.联合体

1.1 联合体类型的声明

像结构体⼀样,联合体也是由⼀个或者多个成员构成,这些成员可以不同的类型。

但是编译器只为最⼤的成员分配⾜够的内存空间。联合体的特点是所有成员共⽤同⼀块内存空间。所以联合体也叫:共⽤体。

给联合体其中⼀个成员赋值,其他成员的值也跟着变化。

#include <stdio.h>
//联合类型的声明
union Un
{
 char c;
 int i;
};
int main()
{
 //联合变量的定义
 union Un un = {0};
 //计算连个变量的⼤⼩
 printf("%d\n", sizeof(un))
 
 return 0;
}

输出结果:4

为什么是4呢?

1.2 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)。

//代码1
#include <stdio.h>
//联合类型的声明
union Un
{
 char c;
 int i;
};
int main()
{
 //联合变量的定义
 union Un un = {0};
 // 下⾯输出的结果是⼀样的吗?
 printf("%p\n", &(un.i));
 printf("%p\n", &(un.c));
 printf("%p\n", &un);
 return 0;
}

输出的结果:

001AF85C

001AF85C

001AF85C

//代码2
#include <stdio.h>
//联合类型的声明
union Un
{
 char c;
 int i;
};
int main()
{
 //联合变量的定义
 union Un un = {0};
 un.i = 0x11223344;
 un.c = 0x55;
 printf("%x\n", un.i);
 return 0;
}

 输出的结果:11223355

c和i共用一个空间,但同时使用c和i就会起冲突,只能分别使用

代码1输出的三个地址⼀模⼀样,代码2的输出,我们发现将i的第4个字节的内容修改为55了。

我们仔细分析就可以画出,un的内存布局图。

1.3 相同成员的结构体和联合体对⽐

我们再对⽐⼀下相同成员的结构体和联合体的内存布局情况。

//代码1
struct S
{
 char c;
 int i;
};
struct S s = {0};

//代码2
union Un
{
 char c;
 int i;
};
union Un un = {0};

 

1.4 联合体⼤⼩的计算 

• 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⻬数的整数倍的时候,就要对⻬到最⼤对⻬数的整数倍。

#include <stdio.h>
union Un1
{
 char c[5];
 int i;
};
union Un2
{
 short c[7];
 int i;
};
int main()
{
 //下⾯输出的结果是什么?
 printf("%d\n", sizeof(union Un1));
 printf("%d\n", sizeof(union Un2));
 return 0;
}

使⽤联合体是可以节省空间的,举例:

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、⻚数

杯⼦:设计

衬衫:设计、可选颜⾊、可选尺⼨

那我们不耐⼼思考,直接写出⼀下结构:

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
};

上述的结构其实设计的很简单,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,这样使得结构体的⼤⼩就会偏⼤,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。

所以我们就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起来,这样就可以介绍所需的内存空间,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
 
 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;
};

1.5 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?

int check_sys()
{
 union
 {
 int i;
 char c;
 }un;
 un.i = 1;
 return un.c;//返回1是⼩端,返回0是⼤端
}

2.枚举类型

2.1 枚举类型的声明

枚举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,也是可以意义列举

这些数据的表⽰就可以使⽤枚举了

enum Day//星期
{
 Mon,
 Tues,
 Wed,
 Thur,
 Fri,
 Sat,
 Sun
};
enum Sex//性别
{
 MALE,
 FEMALE,
 SECRET
};
enum Color//颜⾊
{
 RED,
 GREEN,
 BLUE
};

以上定义的 enum Day , enum Sex , enum Color 都是枚举类型。

{}中的内容是枚举类型的可能取值,也叫 枚举常量 。

这些可能取值都是有值的,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赋初值。

enum Color//颜⾊
{
 RED=2,
 GREEN=4,
 BLUE=8
};

2.2 枚举类型的优点

为什么使⽤枚举?

我们可以使⽤ #define 定义常量,为什么⾮要使⽤枚举?

枚举的优点:

1. 增加代码的可读性和可维护性

2. 和#define定义的标识符⽐较枚举有类型检查,更加严谨。

3. 便于调试,预处理阶段会删除 #define 定义的符号

4. 使⽤⽅便,⼀次可以定义多个常量

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

2.3 枚举类型的使⽤

enum Color//颜⾊
 {
 RED=1,
 GREEN=2,
 BLUE=4
 };

 enum Color clr = GREEN;//使⽤枚举常量给枚举变量赋值

那是否可以拿整数给枚举变量赋值呢?在C语⾔中是可以的,但是在C++是不⾏的,C++的类型检查⽐较严格。

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