自定义类型：联合体和枚举

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自定义类型：联合体和枚举

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。

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#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;
}

代码输出结果：

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

4

那么结果为什么是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：

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//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;
}

输出结果如下：

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0116FE0C
0116FE0C
0116FE0C

代码2：

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

//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;
}

输出结果如下：

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11223355

通过上面两段代码我们可以看到，代码1输出的三个地址一样，代码2输出时我们可以发现将i的第四个字节的内容修改为55了。

其实我们仔细分析就可以画出联合体变量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。

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

//结构体
struct S
{
	char c;
	int i;
};
struct S s = { 0 };

//联合体
union n
{
 char c;
 int i;
};
union Un un = { 0 };

内存布局图如下所示：

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。

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

#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;
}

输出结果如下：

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

8
16

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

那我们不耐心思考，直接写出一下结构：

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

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;//页数

	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。

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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;//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;
};

注：这个struct gift_list结构体里面的结构体，和联合体都是匿名的，都没有标签，是因为每次使用结构体struct gift_list的时候这里面的结构体和联合体都只会用一次，而且也不会用这里的结构体和联合体去创建其它变量。

1.5 练习

写⼀个程序，判断当前机器是大端？还是小端？

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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

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，也是可以一一列举

这些数据的表示就可以使用枚举了。

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

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。

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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

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

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。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。 原始发表：2024-10-21，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent 删除前往查看int变量布局内存设计

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