联合和枚举+代码展示

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前言

各位博友，大家好！👋 今天我为大家分享C语言中的联合（union）和枚举（enum）。
联合能存储不同数据类型，但需小心类型访问。
枚举为整数常量提供描述性名称，使代码更清晰。
我将详细介绍这两者的定义、语法及使用注意事项，助你轻松掌握！🚀

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联合（union）

（1）定义

联合（union）是一种特殊的用户定义数据类型，它允许在相同的内存位置存储不同的数据类型。

联合变量的大小等于其最大成员的大小，所有成员共享同一块内存区域。

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。

这意味着在任何时候，联合只能存储其一个成员的值，
访问其他成员可能会导致未定义行为。

（2）语法

union UnionName 
{
    DataType1 member1;
    DataType2 member2;
    // 可以有更多成员
};

（3）使用注意事项

1. 内存共享：联合的所有成员共享同一块内存，因此修改一个成员的值会影响其他成员的值（如果它们在同一内存位置重叠）。
2. 访问限制：通常应记录当前存储了哪个成员的值，以避免读取未定义的数据。
3. 对齐和填充：编译器可能会插入填充字节以满足对齐要求，这会影响联合的实际大小。

（4）示例

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

// 定义一个联合体 A，它包含一个整数、一个浮点数和一个字符数组
// 联合体的特性是所有成员共享同一块内存空间，因此最后一个赋值会覆盖前面的值
union A
{
    int n;          	// 联合体成员，一个整数
    double f;        	// 联合体成员，一个浮点数
    char arr[10];   		// 联合体成员，一个字符数组
};

int main()
{
    union A a; // 声明一个联合体变量 a

    //计算联合体变量 a 的所占内存大小
    printf("%zd\n",sizeof(a));

    // 给联合体的整数成员赋值，并打印
    a.n = 66;
    printf("Integer: %d\n", a.n);

    // 给联合体的浮点数成员赋值，这会覆盖之前存储的整数
    a.f = 5.20;
    printf("Float: %f\n", a.f);

    // 将字符串复制到联合体的字符数组成员，这会覆盖之前的浮点数
    strcpy(a.arr, "Hello");
    printf("arr: %s\n", a.arr);

    // 注意：此时访问 a.n 或 a.f 是不安全的，因为它们的值已经被字符串覆盖，访问它们会得到未定义的行为

    return 0;
}

（5）联合体的 ⼀ 个练习

写⼀个程序，判断当前机器是大端？还是小端？

int check_sys()
{
    // 定义一个匿名联合体，包含一个整型成员和一个字符成员
    union
    {
        int a;  	 // 整型类型成员
        char ch;  	 // 字符类型成员
    } un;
    
    // 给联合体的整型成员赋值为 1
    un.a = 1;
    
    // 返回联合体的字符成员的值
    // 如果系统是小端存储，那么'un.ch'将返回'1'，因为小端存储的最低有效字节存储在最低的地址
    // 如果系统是大端存储，那么'un.ch'将返回'0'，因为大端存储的最高有效字节存储在最低的地址
    return un.ch; // 返回1是小端，返回0是大端
}

• 解释：

这段代码的逻辑是这样的：整数1 在内存中的表示是0x00000001。

如果系统是小端存储，那么最低有效字节（即0x01）将存储在最低的地址，
因此通过联合体的字符成员un.ch访问时，会得到0x01，即1。

如果系统是大端存储，那么最高有效字节（即0x00）将存储在最低的地址，
因此un.ch将得到0x00，即0。通过这种方式，我们可以判断系统的字节序。

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枚举（enum）

（1）定义

枚举（enum）是一种用户定义的类型，它由一组命名的整数常量组成。
枚举为这些常量提供了一个易于理解的名字，并使得代码更加清晰和可读。

（2）语法

enum EnumName 
{
    E1,            // 默认为 0
    E2,            // 默认为 1
    E3 = value,    // 可以显式赋值
    // 可以有更多枚举器，自动递增
};

（3）使用注意事项

• 默认值：

未显式赋值的枚举器从0开始递增。

• 类型转换：

枚举值可以隐式转换为整数，但最好避免，在需要明确类型的场合这样做。

• 范围：

枚举值在底层是整数，因此它们有范围限制（通常是int的范围）。

（4）示例

#include <stdio.h>

// 定义一个枚举类型 Color，包含几种颜色
enum Color
{
    RED,       		  // 枚举成员 RED
    GREEN,   	 	 // 枚举成员 GREEN
    BLUE,      		// 枚举成员 BLUE
    YELLOW = 66, 	// 显式赋值为 66 的枚举成员 YELLOW
    PURPLE     		// 枚举成员 PURPLE，隐式赋值，其值将为 66 + 1
};

int main()
{
    // 声明一个枚举类型的变量 favoriteColor，并初始化为 RED
    enum Color favoriteColor = RED;

    // 如果 favoriteColor 的值为 RED ，则打印信息
    if (favoriteColor == RED)
    {
        printf("favorite color is Red.\n");
    }

    // 打印枚举值对应的整数值
    // 枚举值可以隐式转换为整数，这里打印 favoriteColor 的整数值
    printf("Enum value as integer: %d\n", favoriteColor);

    // 整数也可以显式转换为枚举类型，但这样做是不安全的，除非确保整数值在枚举范围内
    // 这里将整数 4显式转换为枚举类型，但这个值不在枚举定义的范围内，因此是未定义行为
    enum Color anotherColor = (enum Color)4;  // 这是一个未定义的枚举值
    // 使用时要小心，因为这样的值可能超出枚举的定义范围

    return 0;
}

• 输出结果：

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总结

联合（union）：用于在同一内存位置存储不同类型的值，适用于节省内存的场景，但需要注意访问时的数据一致性。

枚举（enum）：用于定义一组命名的整数常量，使代码更加清晰和可读，适用于表示固定集合的值的场景。

END

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