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C語言枚舉與聯(lián)合體深入詳解

更新時(shí)間：2022年09月20日 09:37:56 作者：白朝槿kk

枚舉顧名思義就是把所有的可能性列舉出來，像一個(gè)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(gè)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(gè)變量占據(jù)空間

前言

在C語言中，有三個(gè)自定義類型——結(jié)構(gòu)體，枚舉，聯(lián)合，自定義類型出現(xiàn)是為了解決內(nèi)置類型無法解決的問題。例如人這個(gè)對(duì)象，如果要描述人這樣一個(gè)復(fù)雜對(duì)象，就不只是一個(gè)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的int、char、double類型的數(shù)據(jù)能描述的，這時(shí)候就需要我們使用自定義類型來描述。

（PS：內(nèi)置類型是指任何語言在設(shè)計(jì)初期定義的類型，如c語言中的int, double, char… 它也是在一種語言中最基本的類型，與編譯器編譯出的代碼具有重大關(guān)系，值得一提的是，不同語言也擁有不同的內(nèi)置類型，但是所有內(nèi)置類型的定義都與計(jì)算機(jī)的運(yùn)算方式相關(guān)。）

對(duì)于結(jié)構(gòu)體來說，我們應(yīng)該都不陌生，結(jié)構(gòu)體很重要，內(nèi)容也很多，我之前寫過一篇關(guān)于結(jié)構(gòu)體的文章，不過那篇文章寫的都是結(jié)構(gòu)體的一些基礎(chǔ)內(nèi)容，過兩天會(huì)寫一篇進(jìn)階的，所以現(xiàn)在在就先不講結(jié)構(gòu)體了，我們先認(rèn)識(shí)一下另外兩個(gè)自定義類型。

枚舉

枚舉的定義

枚舉類型的定義要使用enum關(guān)鍵字，舉個(gè)例子，如果我要用枚舉常量才定義一下三原色，也就是紅藍(lán)綠(RGB)。請(qǐng)看下面這段代碼:

enum Color
{
	//枚舉常量
	RED,
	GREEN,
	BLUE
};

Color就被定義成了枚舉類型，{}中的內(nèi)容是枚舉類型的可能取值，也就是枚舉常量。(補(bǔ)充：對(duì)于#define和嗎枚舉定義的常量一般把變量名寫成大寫)。

枚舉的使用

如果要用枚舉類型創(chuàng)建變量就要使用enum Color，enum Color就代表著枚舉類型，而創(chuàng)建好的變量的值就只能是{}中的內(nèi)容。如下：

	enum Color a = RED;
	enum Color b = GREEN;
	enum Color c = BLUE;

枚舉常量是不能改變的。但是這些枚舉常量都是有值的，默認(rèn)從0開始，一次遞增1，當(dāng)然在定義的時(shí)候也可以賦初值。給大家解釋一下，看下面這段代碼：

	printf("%d\n", RED);
	printf("%d\n", GREEN);
	printf("%d\n", BLUE);

我想看到這大家應(yīng)該明白這是什么意思了，枚舉常量是有值的，數(shù)值從0開始依次加1。如果要改變初始的值，只需要給第一個(gè)枚舉常量賦值就行。例如：

enum Color
{
	//枚舉常量
	RED = 2,
	GREEN,
	BLUE
};

像這樣，再去打印RED,GREEN和BLUE,值就是2，3，4。

枚舉的優(yōu)點(diǎn)

對(duì)于枚舉，我們可以使用 #define 定義常量，為什么非要使用枚舉？

枚舉的優(yōu)點(diǎn)：

增加代碼的可讀性和可維護(hù)性
和#define定義的標(biāo)識(shí)符比較枚舉有類型檢查，更加嚴(yán)謹(jǐn)。
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(gè)常量

聯(lián)合(共用體)

在進(jìn)行某些算法的C語言編程的時(shí)候，需要使幾種不同類型的變量存放到同一段內(nèi)存單元中。也就是使用覆蓋技術(shù)，幾個(gè)變量互相覆蓋。這種幾個(gè)不同的變量共同占用一段內(nèi)存的結(jié)構(gòu)，在C語言中，被稱作“共用體”類型結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱共用體，也叫聯(lián)合體。

聯(lián)合體的定義

聯(lián)合體的定義與結(jié)構(gòu)體比較相似，要先聲明聯(lián)合體，要使用union這個(gè)關(guān)鍵字，聲明方式如下:

union MyUnion
{
	int a;
	char b;
};

聯(lián)合體的定義如下：

//union 類型名 變量名
union MyUnion un;

這樣就創(chuàng)建好了un這個(gè)聯(lián)合體類型。

聯(lián)合體的特點(diǎn)

先看這段代碼以及運(yùn)行結(jié)果：

union MyUnion
{
	int a;//4
	char b;//1
};
int main()
{
	union MyUnion un;
	printf("%d\n", sizeof(un));
	printf("%u\n", &(un));
	printf("%u\n", &(un.a));
	printf("%u\n", &(un.b));
	return 0;
}

我們可以看到un的大小是4不是5，而且un，un.a和un.b的地址是一樣的。為什么？

下面我給大家一一解釋：

我們?cè)趧?chuàng)建變量時(shí)，編譯器就會(huì)給我們開辟一些空間，因此我創(chuàng)建un變量時(shí)，編譯器就已經(jīng)給我開辟空間了，那么我在打印un地址時(shí)，打印的就是un的首地址。在64位環(huán)境下，int是4個(gè)字節(jié)，char是一個(gè)字節(jié)，它們的地址和un是一樣的，說明int是從un的首地址開始向后占用4個(gè)字節(jié)的空間，char也是從un的首地址開始的。因此打印出來的un.a和un.b的地址是相同的。它們公用同一部分的內(nèi)存空間，這就是聯(lián)合體。

聯(lián)合體大小的計(jì)算

1.聯(lián)合的大小至少是最大成員的大小。

2.當(dāng)最大成員大小不是最大對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍的時(shí)候，就要對(duì)齊到最大對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍。

對(duì)于第一條，上面的例子證明過了，接下來重點(diǎn)來看第二條。看一下下面這段代碼：

union un
{
	char c[5];
	int i;
};
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(union un));
	return 0;
}

對(duì)于這段代碼，最后輸出的結(jié)果是什么？5？

答案是8.

為什么？

對(duì)于un里面有一個(gè)長(zhǎng)度為5的字符數(shù)組c和一個(gè)整型i。我們可以把它看成5個(gè)字符變量和一個(gè)整型變量。那么在計(jì)算聯(lián)合體大小的時(shí)候，對(duì)齊數(shù)就是int類型，也就是4個(gè)字節(jié)，而不是5個(gè)字節(jié)。

因此我們計(jì)算聯(lián)合體大小，考慮以多少字節(jié)為對(duì)齊數(shù)時(shí)，就只需要看數(shù)據(jù)類型就可以了，然后再看多少最大對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍能放下最大的變量就可以了。