C语言进阶教程：深入理解结构体、共用体与枚举

℡残城碎梦

已于 2025-03-15 23:43:35 修改

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文章标签： c语言结构体共用体枚举

于 2025-03-15 23:41:19 首次发布

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引言

本文将详细介绍C语言中的三种重要复合数据类型——结构体(struct)、共用体(union) 和 枚举(enum)。这些高级特性广泛应用于实际编程中，掌握它们有助于编写更复杂且高效的程序。我们将结合具体实例讲解每种类型的定义方式、应用场景及其特点。

一、结构体（Struct）

（一）概念介绍

结构体是一种用户自定义的数据类型，它允许我们把不同类型的数据组织在一起作为一个整体处理。例如，一个人的名字、年龄和性别都可以被封装在一个person结构体中。

（二）定义方法

struct Student {
    char name[32];  // 学生姓名
    int age;        // 年龄
    float score;    // 分数
};

（三）创建与初始化

可以通过以下几种方式创建结构体对象：

即时初始化：

struct Student s1 = {"张三", 20, 90.5f};

分步设置成员属性：

struct Student s2;
strcpy(s2.name, "李四");
s2.age = 21;
s2.score = 85.5f;

（四）访问成员

使用.操作符访问结构体内部成员：

printf("Name:%s Age:%d Score:%f\n", s1.name, s1.age, s1.score);

（五）结构体数组

当需要管理大量相同类型的对象时，可以定义结构体数组：

struct Student students[3] = {
    {"王五", 22, 88},
    {"赵六", 23, 92},
    {"孙七", 24, 95}
};

（六）结构体嵌套

结构体之间还可以相互嵌套，形成更加复杂的层次关系：

struct Address {
    char city[32];
    char street[64];
};

struct Person {
    char name[32];
    int age;
    struct Address addr;  // 内部嵌套另一个结构体
};

二、共用体（Union）

（一）基本原理

与结构体不同的是，共用体在同一时刻只保留其中一个成员的内容，即所有成员共享同一段内存区域。这使得共用体非常适合用于节省空间或实现多态性。

（二）定义语法

union Data {
    int intValue;
    float floatValue;
    char strValue[32];
};

（三）注意事项

由于共用体会复用内存空间，因此每次读取前都需要明确当前有效的是哪个字段，否则可能会得到意外的结果。

示例：测试CPU大/小端模式

union EndianTest {
    uint32_t value;
    uint8_t bytes[4];
};

int check_endianess(void){
    union EndianTest test={0x12345678};
    return test.bytes[0]==0x78?LITTLE_ENDIAN:BIG_ENDIAN;
}

三、枚举（Enum）

（一）作用范围

枚举类型主要用于定义一组具有固定含义的符号常量集合。相比于传统的宏定义，枚举提供了更好的可读性和维护性。

（二）定义形式

enum WeekDays {
    SUNDAY = 0,
    MONDAY,
    TUESDAY,
    WEDNESDAY,
    THURSDAY,
    FRIDAY,
    SATURDAY
};

这里需要注意，默认情况下第一个枚举值从0开始递增；但如果显式设置了初始值，则后续元素将基于此继续累加。

（三）实际应用

枚举经常出现在状态机、配置选项等方面，帮助开发者清晰表达逻辑意图。