【C语言】自定义类型:联合和枚举

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作者
猴君
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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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