一.聯(lián)合體

1.聯(lián)合體的聲明

聯(lián)合體（Union） 是一種特殊的用戶自定義數(shù)據(jù)類型，它允許在同一內(nèi)存位置存儲不同類型的數(shù)據(jù)，但同時只能存儲其中一個成員。聯(lián)合體的所有成員共享相同的內(nèi)存空間，因此聯(lián)合體的大小等于其最大成員的大小。

我們來看一下簡單定義,有些類似于結構體.。

#include<stdio.h>
union un {
	int age;
	char i;
};
int main() {
	return 0;
}

雖然說結構上有些類似于結構體，但是看特點的話，他兩各不相同，各有所長。

2.聯(lián)合體的特點

（一）內(nèi)存共享

聯(lián)合體的所有成員共享同一塊內(nèi)存地址。意味著不論聯(lián)合體有多少成員，它們都會使用同一個存儲空間。只有一個成員可以在同一時刻存儲有效數(shù)據(jù)。

優(yōu)點:這種特性使聯(lián)合體節(jié)省內(nèi)存，特別適合多個數(shù)據(jù)不會同時使用的場景。

我們來看一個例子:

#include<stdio.h>
union un {
	int age;
	char i;
};
int main() {
	union un u = { 0 };
	u.age = 0x11223344;
	u.i = 0x55;
	return 0;
}

我們按F10進入逐過程:

查看內(nèi)存:可以看到u.i的0x55覆蓋了u.age的44

可以說明他們的內(nèi)存是共享的?。?！

（二）大小等于最大成員的大小

聯(lián)合體的大小等于其最大成員的大小。雖然它可以有多個成員，但只會根據(jù)其中最大成員的大小來分配內(nèi)存。

我們看一下例子:

#include<stdio.h>
union un {
	int age;
	char i;
};
int main() {
	union un u = { 0 };
    //計算一下聯(lián)合體的大小
	printf("%zd", sizeof(u));
	return 0;
}

結果是:

解釋:int四個字節(jié),char一個字節(jié),顯然最大的是四個字節(jié)。聯(lián)合體的大小即最大成員的大小

另一特殊情況:

當最大成員大小不是最大對齊數(shù)的整數(shù)倍的時候，就要對齊到最大對齊數(shù)的整數(shù)倍。

看一例子:

#include<stdio.h>
union un {
	char name[10];
	int age;
};
int main() {
	union un u = { 0 };
	printf("%zd", sizeof(u));
	return 0;
}

我們看一下結果:

可以看到聯(lián)合體的大小并不是最大成員的大小10(char1個字節(jié),1*10),是12(最大對齊數(shù)4,4的整數(shù)倍)

這里10個char類型和int類型就已經(jīng)占用14個字節(jié)了，但是結果是12個字節(jié)，所以這里也能證明聯(lián)合體的特點內(nèi)存共享。

（三）一次只能使用一個成員

聯(lián)合體（union）的特性是一次只能有效使用一個成員，因為所有成員共享同一塊內(nèi)存。當你向一個成員賦值時，之前賦值的其他成員數(shù)據(jù)會被覆蓋。

其實也就是因為另一個特性內(nèi)存共享導致的

#include <stdio.h>
#include <string.h>

union MyUnion {
    int i;
    float f;
    char str[20];
};

int main() {
    union MyUnion u;

    // 設置整數(shù)值
    u.i = 42;
    printf("設置整數(shù)后: u.i = %d\n", u.i);

    // 設置浮點數(shù)值，覆蓋整數(shù)值
    u.f = 3.14;
    printf("設置浮點型之后: u.f = %.2f\n", u.f);
    // 整數(shù)值被覆蓋，無法正常讀取
    printf("u.i (設置浮點型之后) = %d (corrupted)\n", u.i);

    // 設置字符串，覆蓋浮點數(shù)值
    strcpy(u.str, "Hello");
    printf("設置字符串后: u.str = %s\n", u.str);
    // 浮點數(shù)值被覆蓋，無法正常讀取
    printf("u.f (設置字符串后) = %.2f (corrupted)\n", u.f);

    return 0;
}

結果:

3.聯(lián)合體相比較于結構體

（一）內(nèi)存分配

結構體：

• 結構體中的每個成員都有自己獨立的內(nèi)存空間。
• 結構體的總大小等于所有成員大小的總和（加上可能的內(nèi)存對齊）。
• 成員的內(nèi)存布局是順序的，成員之間不會共享內(nèi)存

聯(lián)合體:

• 聯(lián)合體中的所有成員共享同一塊內(nèi)存。
• 聯(lián)合體的總大小等于其中最大成員的大小。
• 只能同時使用一個成員，存入一個成員的值會覆蓋其他成員。

（二）使用方式

• 結構體：

  • 結構體可以同時使用多個成員。每個成員都有獨立的存儲空間，互不干擾。
  • 適合用于描述包含多個相關數(shù)據(jù)的復雜對象。

（三）內(nèi)存布局對比

 看看這兩個代碼內(nèi)存的占用

我們看一下內(nèi)存分布圖:

（四）總結

二.枚舉

枚舉（enum）是一種用戶自定義的數(shù)據(jù)類型，它由一組具名的常量組成。枚舉常用于表示一組相關的離散值，賦予這些值易于理解的名稱，增強代碼的可讀性和維護性。

1.特點

• 命名常量：枚舉為一組常量提供了有意義的名字，使代碼更具可讀性。
• 整數(shù)值：在大多數(shù)編程語言中，枚舉中的每個常量值都與一個整數(shù)值對應，通常從 0 開始遞增，除非顯式指定。
• 類型安全：枚舉類型可以幫助確保在代碼中只能使用有效的枚舉常量，而不會混用其他不相關的值。

2.語法

看個例子:

#include <stdio.h>

enum Weekday {
    SUNDAY,    // 默認值為 0
    MONDAY,    // 1
    TUESDAY,   // 2
    WEDNESDAY, // 3
    THURSDAY,  // 4
    FRIDAY,    // 5
    SATURDAY   // 6
};

int main() {
    enum Weekday today;

    today = WEDNESDAY;

    if (today == WEDNESDAY) {
        printf("Today is Wednesday!\n");
    }

    return 0;
}

結果如圖:

第二個例子（如果對某個成員賦值，后續(xù)成員會從該值開始遞增）:

enum EnumName {
    ENUM_VALUE1,      //0
    ENUM_VALUE2,      //1
    ENUM_VALUE3 = 10, // 可以顯式指定值
    ENUM_VALUE4       // 之后的值會遞增，即11
};

枚舉中的每個常量值都與一個整數(shù)值對應，通常從 0 開始遞增，除非顯式指定。

ps:要注意每個成員用"，"隔開

3.特殊情況

（一）枚舉類型的隱式轉換

枚舉類型在 C 語言中實際上是整型，可能導致與整型混淆。比如，可以將整型值賦給枚舉類型：

enum Weekday { SUNDAY, MONDAY, TUESDAY };
enum Weekday day = 3; // 這是合法的，但不安全

（二）枚舉的作用域

在 C 語言中，枚舉的常量在枚舉定義的作用域內(nèi)可見，但不會限定在枚舉類型內(nèi)部：

enum Colors { RED, GREEN, BLUE };
int color = RED; // 合法，因為 RED 在全局作用域中可見

（三）缺乏類型安全

盡管枚舉在一定程度上提供了類型安全，但它們的整型本質仍然使得在比較或賦值時存在風險。例如，可以將一個枚舉類型的變量賦值為與之不相關的整數(shù)值，這可能導致邏輯錯誤：

enum Direction { NORTH, SOUTH, EAST, WEST };
enum Direction dir = 10; // 合法，但不正確

（四）枚舉的拓展

在 C 語言中，枚舉類型一旦定義就不能被擴展或修改。它的值和成員是固定的。因此，枚舉不能如同其他數(shù)據(jù)類型那樣進行動態(tài)修改。

總結 

到此這篇關于C語言聯(lián)合體和枚舉的文章就介紹到這了,更多相關C語言聯(lián)合體和枚舉內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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