C语言 | 自定义类型:联合和枚举

目录:

----前言

1. 联合体

  1.1 联合体类型的声明

  1.2 联合体的特点

  1.3 相同成员的结构体和联合体对比

  1.4 联合体大小的计算

  1.5 联合的使用

  1.6联合体的练习

2. 枚举

  2.1 枚举类型的声明

  2.2 枚举类型的优点

  2.3 枚举类型的使用


--前言:

c语言中内置类型,也有自定义的类型。

自定义类型 【结构体--struct,枚举--enum,联合体--union】

上篇文章介绍了结构体类型,这篇介绍剩下两个。

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};

 //计算联合变量的⼤小
 printf("%zd\n", sizeof(un));
 return 0;
}

大小为:4

为什么是4呢?

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 至少得有能力保存最大的那个成员)。

例如:

//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;
}

结果为:

---------代码1输出的三个地址⼀模⼀样

//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;
}

结果为:

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

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;
}

结果为:

对照一下结果,看与自己想的是否一致。

1.5联合体的使用

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、页数

杯子:设计

衬衫:设计、可选颜色、可选尺⼨

如果我们之间给出结果

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,这样就可以节省所需的内存空间。

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;
};

1.6小练习

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,

月份有12个月,也可以⼀⼀列举

三原色,也是可以一一列举

enum Sex//性别
{
 MALE,
 FEMALE, //注意符号
 SECRET
};
enum Color//颜⾊
{
 RED,
 GREEN,
 BLUE
};

以上定义的  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:

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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