【C语言】自定义类型：联合和枚举

前言

前面我们学习了一种自定义类型，结构体，现在我们学习另外两种自定义类型，联合 和 枚举。

目录

一、联合体

1.  联合体类型的声明

2.  联合体的特点

3.  相同成员联合体和结构体对比

4.  联合体大小的计算

5.  用联合体判断当前机器大小端

二、枚举

1.  枚举类型的声明

2.  枚举类型的优点

3.  枚举类型的使用

正文开始——

一、联合体

1.  联合体类型的声明

与结构体一样，联合体是由一个或多个成员构成，这些成员可以是不同的类型。

   #include<stdio.h>
  
   //联合体类型的声明  union是关键字
   union Un
  {
      char c;
      int i;
  }；
    
   int main()
  {
     //联合体变量的定义
     union Un un={0};
     //计算联合体变量的大小
     printf("%zd\n",sizeof(un));

   return 0;
  }

2.  联合体类型的特点

联合的成员是共用一块内存空间的（所以联合体也叫共用体），所以联合变量的大小至少是最大成员的大小，因为联合体至少得有能力保存最大的那个成员。

代码 1 及其运行结果

   #include<stdio.h>
   //联合类型的声明
   union Un 
  {
     char c;
     int i;
  };
   
   int main()
 {
   union Un un={0};
   printf("%p\n",&(un.c));
   printf("%p\n",&(un.i));
   printf("%p\n",&un);
   return 0;
 }

代码 2  及其运行结果

   #include<stdio.h>
   //联合类型的声明

   union Un
  {
         char c;
         int i;
  };
   int main()
  {
    union Un un={0};
    //联合变量的定义
    un.i=0x11223344;
    un.c=0x55;
    printf("%x\n",un.i);
    return 0;
  }

图解见下：

i 和 c 共用一块内存空间，所以联合体也叫共用体，同一时间只能使用 i 和 c 中的一个。

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。

  struct S
 {
    char c;
    int i;
 };

  struct S s={0};

  union Un
 {
    char c;
    int i;
 };

 union Un un={0};

4.  联合体大小的计算

• 联合体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。

    #include<stdio.h>
    union Un1
   {
      char c[5];
      int i;
   };
    
    union Un2
   {
     short c[7];
     int i;
   };
 
    int main()
   {
      printf("%zd\n",sizeof(union Un1));
      printf("%zd\n",sizeof(union Un2));
   
      return 0;
   }

计算一个数组的大小，就是这个数组类型大小 * 数组成员个数

【例如】

short [7]，2*7=14。

对于 union Un2，我们来计算，首先最大成员的大小是14，最大对齐数为 4，但是14不是最大对齐数的整数倍，那就要对齐到最大对齐数的整数倍，即为16。union Un1同理。

我们发现，对于同样成员的结构体和联合体，联合体有时会占用更少的内存，可以节省空间。

下面我们举个栗子，看看在什么情况下适用联合体。

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

以结构体的的方式写

struct gift_list
{
   //公共属性
   int stock_number;//库存量
   double price;    //定价
   int item_type;   //商品类型

   //特殊类型
   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
}；

这样的结构体设计很简单，用起来也比较方便，但是其中包含了所有的属性，这样就导致结构体的大小就会偏大，浪费内存，并且其中属性并非所有的商品都有。所以我们可以把公共的属性单独写出来，剩余属于各种商品本身的属性使用联合体，这样可以节省内存空间。

struct gift_list
{
   //公共属性
   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;   //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;
};      

上面结构体和联合体都是匿名，因为这些类型只会被使用一次。

5.  用联合体判断当前机器大小端  

写一个程序，判断当期机器是大端，还是小端。

int check_sys()
{
    union Un
   {
      char c;
      int i;
   };
   un.i=1;
   return un.c;
}

二、枚举

1.  枚举类型的声明

枚举即列举，把可能取值一一列举出来。

enum Day
{
    Mon;
    Tues;
    Wed;
    Thur;
    Fri;
    Sat;
    Sun;
};

上面定义的 enum Day 是枚举类型。{} 里面的内容是枚举类型的可能取值，也叫 枚举常量。

这些可能取值都是有值的，默认从0开始，依次递增1，在声明枚举类型的时候也可以赋初值。

enum Color
{
    Blue=3
    Red=4；
    Pink=7；
    Black=9；
}；

2.  枚举类型的优点

我们可以使用 #define 定义常量，为什么要使用枚举类型？

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. 枚举常量遵循作用域规则，枚举声明在函数内，只能在函数内使用。

3.  枚举类型的使用

enum Color
{
    RED=3;
    GREEN=6;
};

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

完——

期待我们下一次相遇——

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