高阶C语言|枚举与联合

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枚举（Enum）

枚举，顾名思义，就是将可能的取值一一列举。

在现实生活中，很多事物的取值范围是有限的，可以使用枚举来定义，例如：

• 一周的七天（星期一到星期日）。
• 性别（男、女、保密）。
• 月份（12个月）。

枚举类型的定义

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

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

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

在以上定义的 enum Day、enum Sex、enum Color 中，{} 内的内容是枚举类型的可能取值，也叫枚举常量。

枚举常量默认从 0 开始，依次递增 1，但也可以自定义初始值，如下：

enum Color // 颜色
{
    RED = 1,
    GREEN = 2,
    BLUE = 4
};

枚举的优点

我们可以使用 #define 定义常量，为什么非要使用枚举？

枚举的优点包括：

1. 增加代码的可读性和可维护性
2. 相较于 #define，枚举具有类型检查功能，更加严谨
3. 防止命名污染（封装）
4. 便于调试
5. 使用方便，一次可以定义多个常量

枚举的使用

enum Color // 颜色
{
    RED = 1,
    GREEN = 2,
    BLUE = 4
};

enum Color clr = GREEN; // 只能用枚举常量赋值，保证类型安全

注意： 避免直接使用枚举常量的整数值赋值给枚举变量，否则可能出现类型不匹配问题。

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联合（共用体，Union）

联合的定义

联合类型的变量也包含一系列的成员，不同之处在于所有成员共用同一块存储空间，因此联合也被称为共用体。

联合类型的声明

union Un
{
    char c;
    int i;
};

联合变量的定义

union Un un;

联合的特点

1. 共用同一块内存
   • 联合中的所有成员共享同一块存储空间，大小由最长的成员决定。
2. 节省内存
   • 由于所有成员共用同一块空间，联合适用于节省存储的场景。
3. 只能存储一个成员的值
   • 由于所有成员共用一块内存，在某一时刻只能存储一个成员的值，存储新值会覆盖之前的值。

联合的使用示例

#include <stdio.h>

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

int main()
{
    union Data data;
    data.i = 10;
    printf("data.i: %d\n", data.i);
    
    data.f = 220.5;
    printf("data.f: %f\n", data.f);
    
    strcpy(data.str, "Hello");
    printf("data.str: %s\n", data.str);
    
    return 0;
}

在上述代码中，data 变量存储 int、float、char 三种类型的数据，但由于它们共用同一块内存，每次存储新的值会覆盖先前存储的值。

枚举与联合的对比

特性	枚举（enum）	联合（union）
目的	定义一组有限的离散值	节省存储空间，多个变量共用一块内存
存储	每个枚举值独占存储空间	所有成员共享存储空间
用途	适用于表示固定的类别、状态等	适用于需要在不同时间存储不同类型数据的场景

总结

• 枚举（enum） 适用于定义有限的取值范围，提高可读性和安全性。
• 联合（union） 适用于节省内存，但需要注意同时访问多个成员可能导致数据混乱。

合理选择枚举和联合，可以使代码更加高效、清晰和易维护。