C语言.自定义类型：联合和枚举

1.联合体

1.1联合类型的声明

像结构体一样，联合体也是有一个或多个构成，这些成员可以是不同的类型。

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，其他成员也会跟着变化。

#include <stdio.h>

union Un
{
	char c;
	int i;
};

int  main()
{
	//联合体的定义：
	union Un u = { 0 };
	//计算联合体变量的大小
	printf("%zd\n", sizeof(u));//4

	return 0;
}

输出的结果：

4

1.2联合体的特点

联合体成员是共用同一块内存空间的，这样一个联合体变量的大小，至少是最大成员的大小(因为联合至少是得有能力保存最大的那个成员)。

代码1：
#include <stdio.h>

union Un
{
	char c;
	int i;
};

int main()
{
	union Un un = { 0 };
	//下面的输出结果是一样的吗？
	printf("%p\n", &(un.c));
	printf("%p\n", &(un.i));
	printf("%p\n", &un);

	return 0;
}

输出的结果：

001AF85C
001AF85C
001AF85C

//代码2：
#include <stdio.h>

union Un
{
	char c;
	int i;
};

int main()
{
	union Un un = { 0 };
	un.i = 0x11223344;
	un.c = 0x55;

	printf("%x\n", un.i);//11223355

	return 0;
}

输出的结果：

11223355

代码1输出的三个地址一模一样，代码2的输出，我们发现将 i 的第4个字节的内容修改为55了。

我们仔细分析就可以画出，un的内存布局图：

1.3相同成员的结构体和联合体对比

对比一下相同成员的结构体和联合体的内存布局情况：

#include <stdio.h>

struct S
{
	char c;
	int i;
};

union Un
{
	char c;
	int i;
};

int main()
{
	struct S s = { 0 };
	union Un u = { 0 };

	return 0;
}

1.4联合体大小的计算

• 联合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时，就要对齐到最大对齐数的整数倍。

#include <stdio.h>

union UN1
{
	char c[2];
	int i;
};

union UN2
{
	short c[5];//10
	int i;//4
};

int main()
{
	//下面输出得结果是什么？
	printf("%zd\n", sizeof(union UN1));//4
	printf("%zd\n", sizeof(union UN2));//12

	return 0;
}

使用联合体可以节省空间，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(共同属性)和商品类型相关的其他信息(特殊属性)。

• 图书：书名、作者、页数
• 杯子：设计
• 衬衫：设计、可选颜色、可选尺寸

//方法1：
struct gift_list
{
	//公共属性：
	int stock_number;//书名
	double price;//价格
	int item_type;//商品类型

	//特殊属性：
	char title[20];//设计
	char author[20];//作者
	int num_pages;//页数

	char design[30];//设计
	int colors;//可选颜色
	int sizes;//可选尺寸
};

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：就不需要design、color、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。

//方法2：
struct gift_list
{
	//公共属性：
	int stock_number;//书名
	double price;//价格
	int item_type;//商品类型

	//特殊属性：
	union 
	{
		struct
		{
			int stock_number;//书名
			double price;//价格
			int item_type;//商品类型
		}book;

		struct 
		{
			char design[30];//设计
		}cup;

		struct 
		{
			char design[30];//设计
			int colors;//可选颜色
			int sizes;//可选尺寸
		}shirt;

	}item;
};

1.5联合的一个练习

写一个程序，判断当前机器是大端？还是小端？

#include <stdio.h>

int checksys()
{
	union
	{
		int i;
		char c;
	}un;
	//10000000 00000000 00000000 00000000
	un.i = 1;//返回1 就是小端，返回0 就是大端
	return un.c;
}

int main()
{
	int ret = checksys();
	if (ret == 1)
	{
		printf("小端\n");
	}
	else
	{
		printf("大端\n");
	}
	return 0;
}

2.枚举类型

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：

• 一周的星期一到星期天是有限的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。

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

enum Sex//性别
{
	Male,
	Female,
	Secert
};

enum Color//颜色
{
	Red,
	Green,
	Blue
};

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得，默认是从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。

#include <stdio.h>

enum Color//颜色
{
	Red = 3,
	Green = 5,
	Blue
};

2.2枚举类型的优点

枚举的优点：

• 增加代码的可读性
• 和#define 定义的标识符比较枚举有类型检查，更加严谨。
• 便于调试，预处理阶段会删除#define定义的符号
• 使用方便，一次可以定义多个变量。
• 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

#include <stdio.h>

enum Color//颜色
{
	Red = 3,
	Green = 5,
	Blue
};

int main()
{
	enum Color G = Green;
	enum Color B = Blue;

	printf("Green = %d\n", G);
	printf("Blue = %d\n", B);

	return 0;
}