枚举变量

11.10 枚举类型

在实际问题中,有些变量的取值被限定在一个有限的范围内。例如,一个星期内只有七天,一年只有十二个月,一个班每周有六门课程等等。如果把这些量说明为整型,字符型或其它类型显然是不妥当的。为此,C语言提供了一种称为“枚举”的类型。在“枚举”类型的定义中列举出所有可能的取值,被说明为该“枚举”类型的变量取值不能超过定义的范围。

应该说明的是,枚举类型是一种基本数据类型,而不是一种构造类型,因为它不能再分解为任何基本类型。

11.10.1 枚举类型的定义和枚举变量的说明

1. 枚举的定义

枚举类型定义的一般形式为:

enum 枚举名{ 枚举值表 };

在枚举值表中应罗列出所有可用值。这些值也称为枚举元素。

例如:

该枚举名为weekday,枚举值共有7个,即一周中的七天。凡被说明为weekday类型变量的取值只能是七天中的某一天。

2. 枚举变量的说明

如同结构和联合一样,枚举变量也可用不同的方式说明,即先定义后说明,同时定义说明或直接说明。

设有变量a,b,c被说明为上述的weekday,可采用下述任一种方式:

enum weekday{ sun,mou,tue,wed,thu,fri,sat };

enum weekday a,b,c;

或者为: enum weekday{ sun,mou,tue,wed,thu,fri,sat }a,b,c;

或者为: enum { sun,mou,tue,wed,thu,fri,sat }a,b,c;

11.10.2 枚举类型变量的赋值和使用

  枚举类型在使用中有以下规定:

1. 枚举值是常量,不是变量。不能在程序中用赋值语句再对它赋值。 例如对枚举weekday的元素再作以下赋值: sun=5; mon=2; sun=mon; 都是错误的。

2. 枚举元素本身由系统定义了一个表示序号的数值,从0开始顺序定义为0,1,2…。如在weekday中,sun值为0,mon值为1,…,sat值为6。

【例11.10】

复制代码
main(){
enum weekday
{ sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat } a,b,c;
a=sun;
b=mon;
c=tue;
printf("%d,%d,%d",a,b,c);
}
复制代码

说明: 只能把枚举值赋予枚举变量,不能把元素的数值直接赋予枚举变量。如:

a=sum;

b=mon;

是正确的。而:

a=0;

b=1;

是错误的。如一定要把数值赋予枚举变量,则必须用强制类型转换。 如:

a=(enum weekday)2;

其意义是将顺序号为2的枚举元素赋予枚举变量a,相当于:

a=tue; 还应该说明的是枚举元素不是字符常量也不是字符串常量,使用时不要加单、双引号。

【例11.11】

复制代码
main(){
enum body
{ a,b,c,d } month[31],j;
int i;
j=a;
for(i=1;i<=30;i++){
month[i]=j;
j++;
if (j>d) j=a;
}
for(i=1;i<=30;i++){
switch(month[i])
{
case a:printf(" %2d %c\t",i,'a'); break;
case b:printf(" %2d %c\t",i,'b'); break;
case c:printf(" %2d %c\t",i,'c'); break;
case d:printf(" %2d %c\t",i,'d'); break;
default:break;
}
}
printf("\n");
}
add:

#include<stdio.h>

enum A
{
       e,
f,
k //枚举值
};
int main()
{
enum{a,b,c,d}; //0 1 2 3
enum B {x,y};
A p=f; //枚举变量
//    A z=x; // cannot convert from 'enum main::B' to 'enum A'   不同类的枚举变量不可以赋值   error
// A q=d; //cannot convert from 'enum ' to 'enum A'    error


   A z=(A)x; // 进行强制
   A q=(A)d; //进行强制 
   //  B t=5; // cannot convert from 'const int' to 'enum main::B'  error
   B t=(B)5; //进行强制
   printf("%d ,%d ,%d ,%d ,%d\n",a,b,c,d,p);
   printf("%d ,%d ,%d\n",z,q,t);
   
}
//output
0 ,1 ,2 ,3 ,1
0 ,3 ,5
Press any key to continue

所以: 只能把枚举值(枚举元素)赋予枚举变量,不能把整形数值直接赋予枚举变量。枚举值是整形常量不能再更改了,那么这些枚举值是为枚举变量提供服务的,是给枚举变量赋值的。

### SystemVerilog 中枚举变量的使用方法 #### 1. 声明枚举类型 在SystemVerilog中,可以通过`typedef enum`关键字定义一个新的枚举类型。枚举类型的值默认是从0开始递增的整数,但也可以显式指定每个枚举项的数值[^2]。 ```verilog // 定义一个无符号位宽的枚举类型,默认从0开始递增 typedef enum {STATE_IDLE, STATE_RUN, STATE_STOP} state_t; // 显式指定枚举值 typedef enum {RESET = 0, INIT = 1, ACTIVE = 5} mode_t; ``` #### 2. 创建枚举变量 一旦定义了枚举类型,就可以基于此类型声明新的枚举变量。这些变量可以作为模块端口、子程序参数或者局部变量使用[^3]。 ```verilog state_t current_state; // 声明一个名为current_state的枚举变量 mode_t operation_mode; // 声明另一个枚举变量operation_mode ``` #### 3. 枚举变量的操作 虽然枚举变量本身受到强类型规则约束(即只能接受相同类型的值),但在表达式中(如比较或数学运算)却不受限于其原始类型范围之外的值[^1]。这意味着可以直接将任意整数值赋给枚举变量,但这可能会破坏设计意图,需谨慎对待。 ##### (1) 赋值操作 枚举变量支持直接赋值为其所属类型的有效常量名称之一: ```verilog current_state = STATE_IDLE; // 合法:赋值为预定义的状态 operation_mode = RESET; // 合法:赋值为预定义模式 ``` ##### (2) 数学运算与转换 尽管不建议这样做,但如果确实需要,可以对枚举变量执行算术运算或将它强制转化为其他整数类型[^2]: ```verilog int temp_value; temp_value = current_state + 1; // 将当前状态加一并存储到临时变量中 if(temp_value >= STATE_RUN && temp_value <= STATE_STOP){ $display("State is within range"); } ``` 注意以上做法容易引发难以追踪的问题,最好避免此类实践除非绝对必要。 #### 4. 获取枚举值对应的字符串表示 为了便于调试和日志记录,SystemVerilog提供了`.name()`方法来获取某个具体枚举值关联的名字串。 ```verilog $display("Current State: %s", current_state.name()); ``` 假设此时`current_state=STATE_RUN`,那么屏幕上会打印出"Current State: STATE_RUN"这样的消息。 #### 5. 使用内置函数遍历枚举序列 某些时候可能希望按一定次序访问所有可能取值的情况,比如实现有限状态机(FSM),这时可以用到`.first(), .last(), .next(N)`等辅助功能[^4]。 ```verilog fsmstate_e all_states[] = fsmstate_e'(0); // 初始化数组容纳全部成员 for(int i=0;i<fsmstate_e'num;i++)begin all_states[i]=pstate.first(); // 取得第一个元素填充至位置i处 end ``` 上述片段展示了如何构建包含某枚举类全体实例的动态数组。 --- ###
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