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C語言關(guān)于自定義數(shù)據(jù)類型之枚舉和聯(lián)合體詳解

更新時間：2021年11月20日 10:47:36 作者：Ersansui

枚舉顧名思義就是把所有的可能性列舉出來，像一個星期分為七天我們就可以使用枚舉，聯(lián)合體是由關(guān)鍵字union和標(biāo)簽定義的，和枚舉是一樣的定義方式，不一樣的是，一個聯(lián)合體只有一塊內(nèi)存空間，什么意思呢，就相當(dāng)于只開辟最大的變量的內(nèi)存，其他的變量都在那個變量占據(jù)空間

前言

在C語言的自定義數(shù)據(jù)類型中，除了我們最為常用的結(jié)構(gòu)體之外，還有兩個比較少用的自定義數(shù)據(jù)類型，分別為枚舉和聯(lián)合體（也可以稱為共用體）。

今天，我們一起看學(xué)習(xí)一下相關(guān)的知識吧！

在這里插入圖片描述

枚舉

什么是枚舉？

顧名思義，就是一一列舉，把所有的情況，所有的取值，一一列舉出來。

在我們生活中，有不少的東西是可以全部列舉出來的。

如一個星期有七天，一年有十二個月，性別有男和女，評價有優(yōu)秀、良好、及格和不及格等等。

當(dāng)某些數(shù)據(jù)的值只有固定的幾種可能取值的時候，我們就可以使用枚舉類型。

枚舉類型的定義

enum 枚舉類型名 { 枚舉值1 ，枚舉值2，… ，枚舉值n }；

枚舉類型的定義和結(jié)構(gòu)體類似，先使用enum這個關(guān)鍵字，后面加上枚舉類型的名字，括號內(nèi)是枚舉的值，最后別忘記分號。

還有，最后的一個枚舉值后面不需要逗號！

一般定義枚舉類型的方法如下：

注意：這是定義枚舉類型，而不是定義枚舉變量！

例如如下：

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



enum Sex//性別
{
	MALE,
	FEMALE,
	SECRET
};


enum Color//顏色
{
	RED,
	GREEN,
	BLUE
};

此外，還有其他的一些定義的方法。

枚舉類型的優(yōu)點

那么我們來思考一個問題，為什么需要枚舉呢？

我們其實可以通過#define的方式來定義常量，那么我們還需要定義枚舉嗎？

其實是需要的。

在有些情況下，枚舉可以讓我們的代碼更加清晰明了。

比如，我們在需要打印菜單的時候，就需要有不同的選項，那么每一個選項就對應(yīng)一個值，那么我們可以使用枚舉讓數(shù)值與對應(yīng)的含義對上號，那么這就可以讓我們在實現(xiàn)每一個具體的細(xì)節(jié)的時候，知道這一種case情況對應(yīng)的具體含義。

此外，還有別的優(yōu)點：

防止了命名污染（封裝）
便于調(diào)試
使用方便，一次可以定義多個常量

枚舉類型的使用

通過枚舉類型，我們可以定義枚舉變量

enum Color//顏色
{
	RED,
	GREEN,
	BLUE
};


//使用方法和其他類型一直，就像int a；一樣
enum Color clr;

//使用枚舉值來給枚舉類型賦值
clr = RED；

//注意，一般我們給枚舉賦值的時候，都用枚舉值，而不用其他的值，否則就沒有什么意義了

我們一般使用結(jié)構(gòu)體的時候，都像上面的栗子一樣。

先創(chuàng)建好枚舉的模板，燃用這個模板來創(chuàng)建變量。

此外，還有其他的方法：

創(chuàng)建模板的同時定義枚舉變量

enum Color//顏色
{
	RED,
	GREEN,
	BLUE
}clr1，clr2;//在最后這里，我們定義了兩個枚舉變量

省略枚舉類型名字，匿名創(chuàng)建枚舉變量

enum 
{
	RED,
	GREEN,
	BLUE
}clr1，clr2;//這里定義了兩個枚舉變量

上面的兩個變量依舊可以使用，只是，我們沒有寫出該枚舉類型的名字，就只能這樣來定義變量，以后不能在利用這個模板來創(chuàng)建變量了

使用typedef來給枚舉類型重命名

typedef enum Color//顏色
{
	RED,
	GREEN,
	BLUE
}cr;//注意，這里的cr是新的枚舉類型名字，不是定義的枚舉變量



//還可以匿名重命名

typedef enum 
{
	RED,
	GREEN,
	BLUE
}cr;

枚舉中需要注意的點

枚舉值只能是整型的數(shù)據(jù)，如字符、整數(shù)等，不能是浮點型
枚舉類型變量賦值的時候，一般用枚舉值來賦值，不適用其他的數(shù)值來賦值
枚舉值本身是一個常量，我們可以對枚舉變量的值進行修改，但不能對枚舉值進行修改
枚舉值被處理的時候，會被看成整數(shù)數(shù)值，因此枚舉變量可以算術(shù)運算、關(guān)系運算等

聯(lián)合體

聯(lián)合體類型的定義

union 聯(lián)合體類型名 { 數(shù)據(jù)類型成員名1 ，數(shù)據(jù)類型成員名 2 ， … ，數(shù)據(jù)類型成員名n；}；

聯(lián)合體也叫共用體，這個也是一種特殊的數(shù)據(jù)類型。

這種類型定義的變量也包含一系列的成員，特征是這些成員公用同一塊空間。

栗子如下：

union Un
{
	char c;
	int i;
};

聯(lián)合體的特點

聯(lián)合體變量的成員是使用共同的一塊空間的。

聯(lián)合體的大小，至少是成員中最大成員的大小。
（這里的至少我們后面再說）

#include<stdio.h>

union Un
{
	int i;
	char c;
};
union Un un;


int main() {

	// 下面輸出的結(jié)果是一樣的嗎？
	printf("%p\n", &un);
	printf("%p\n", &(un.i));
	printf("%p\n", &(un.c));

	return 0;
}

運行上面的代碼，我們會發(fā)現(xiàn)三個地址都相同

在這里插入圖片描述

成員變量i是第一個成員，該地址和聯(lián)合體的地址相同我們可以理解，c作為第二個成員變量，其地址也是和第一個成員變量的地址相同，那么這就說明，它們確實使用的是同一塊空間

聯(lián)合體的使用

聯(lián)合體類型定義變量的方法，和結(jié)構(gòu)體、枚舉類似，都有多種方法

先創(chuàng)建模板，在定義變量

union Un
{
	int i;
	char c;
};
union Un un;

創(chuàng)建模板的同時定義變量

union Un
{
	int i;
	char c;
}un;//此處的un是一個聯(lián)合體變量

匿名定義聯(lián)合體變量

union 
{
	int i;
	char c;
}un;//此處的un是一個聯(lián)合體變量

同樣的，由于聯(lián)合體類型名的省略，我們只可以這樣來定義變量，后面就再也不能使用該模板來定義變量了

typedef重命名聯(lián)合體類型名

typedef union Un
{
	int i;
	char c;
}un;


typedef union
{
	int i;
	char c;
}un;

聯(lián)合體存在內(nèi)存對齊

上面說到，聯(lián)合體的大小，至少是最大成員變量的大小。為什么是至少呢？

我們先來看下面的栗子：

union Un 
{
	char arr[6];
	short s;
};

union Un u;

int main() {

	// 下面輸出的結(jié)果是一樣的嗎？
	printf("%u", sizeof(union Un));

	return 0;
}

上面的代碼輸出的結(jié)果為6

如果我們把字符數(shù)組的大小改成5，會發(fā)現(xiàn)大小還是6

這是因為，聯(lián)合體中也存在著對齊

上面的栗子中，會認(rèn)為字符數(shù)組的默認(rèn)對齊數(shù)為1，而short的默認(rèn)對其數(shù)位2，但是成員變量的大小會根據(jù)數(shù)組的大小來計算，而不是根據(jù)數(shù)組的元素類型。假如你是元素個數(shù)為6的字符數(shù)組，那么大小就是6，元素個數(shù)為5的字符數(shù)組，大小就是5，而int、short等數(shù)據(jù)類型就按照默認(rèn)的大小來計算。

首先需要聯(lián)合體的大小至少是最大成員變量的大小。

然后要求大小應(yīng)該為各個成員變量中，最大對齊數(shù)的倍數(shù)，如果不是倍數(shù)，那么對齊到整數(shù)倍處。

這就能說明，為什么上面的代碼把字符數(shù)組的大小改為5個元素的時候，聯(lián)合體的大小仍然為6.