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,这些成员可以是不同的类型。
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;
}
运行结果:
为什么结果是4呢?这里就要谈谈联合体的特点。
1.2 联合体的特点
联合体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(因为联合体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;
}
代码1运行结果:
//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;
}
代码2运行结果(小端机器):
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。
我们仔细分析一下就可以画出,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。
结构体:
struct S
{
char c;
int i;
};
struct S s = {0};
联合体:
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()
{
//下⾯输出的结果是什么?
printf("%d\n", sizeof(union Un1));
printf("%d\n", sizeof(union Un2));
return 0;
}
运行结果:
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
我们可能会写出下面的程序:
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;
};
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:
①⼀周的星期⼀到星期⽇是有限的7天,可以⼀⼀列举
②性别有:男、⼥、保密,也可以⼀⼀列举
③⽉份有12个⽉,也可以⼀⼀列举
④三原⾊,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。
例如:
#include <stdio.h>
enum Color
{
//三原色的可能取值 - 枚举常量
RED,
GREEN,//
BLUE//
};
enum Sex
{
MALE,
FEMALE,
SECRET = 3
};
int main()
{
//enum Color color = RED;
//RED = 5;//err
printf("%d\n", RED);
printf("%d\n", GREEN);
printf("%d\n", BLUE);
enum Sex s = SECRET;
printf("%d\n", s);
return 0;
}
运行结果:
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。