C语言:联合体--枚举

1.联合体

1.1联合体类型的声明与特点

1.像结构体一样，联合体也是由一个或者多个成员构成，且可以是不同类型的成员。

2.但是编译器只为最大的成员分配足够的内存空间，联合体的特点就是所有成员共用同一块内存空间，所以联合体也叫：共用体。

3.也就是说，给联合体其中一个成员赋值，其他成员的值也会跟着变化。

下面我们用一个验证大小端的程序来验证：

注：大小端字节序是指多字节数据在计算机内存中的存储顺序，这影响了数据在内存和网络上如何被传输和解释。两种字节序的规则如下：123456789

• 大端字节序（Big-Endian）。在这种字节序中，数据的高（MSB）存储在内存的低地址中，而数据的低位字节（LSB）存储在内存的高地址中。这符合人类读写数值的习惯，因为人类通常从左到右，从高位到低位阅读数值。
• 小端字节序（Little-Endian）。在这种字节序中，数据的高位字节（MSB）存储在内存的高地址中，而数据的低位字节（LSB）存储在内存的低地址中。这更符合计算机处理数据的习惯，因为大多数计算机和处理器从内存的低地址开始读取数据。

例如：如果有一个32位整数0x12345678，在内存中按照大端字节序存储，地址从低到高分别是0x1000、0x1001、0x1002、0x1003，而数据则是0x12、0x34、0x56、0x78；按照小端字节序存储，地址同样从低到高，但数据则是0x78、0x56、0x34、0x12。在网络通信中，TCP/IP协议通常使用大端字节序，而在某些嵌入式系统中，可能使用小端字节序。

int check_sys()
{
	union Un
	{
		char c;
		int i;
	}u;
	u.i = 1;
	return u.c;//小端：返回1，大端：返回0
}
 
int main()
{
	int ret = check_sys();//小端：返回1，大端：返回0
	if (ret == 1)
		printf("小端\n");
	else
		printf("大端\n");
	return 0;
}

 

首先我们知道 int 整数类型占4个字节，而 char 类型占1个字节，且在联合体中所有成员共用一块内存空间。所以我们想要判断大小端只用先给 int 类型赋值，然后用 char 类型访问第一个字节从而判断大端还是小端即可。

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 1.2相同成员的结构体与联合体对比

// 结构体
struct S
{
	char c;
	int i;
};
 
struct S s = { 0 };
 
// 联合体
union Un
{
	char c;
	int i;
};
 
union Un un = { 0 };

 

从上图可知结构体会浪费一定的内存空间，而联合体则不会。 

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1.3联合体大小的计算 

注意：

         1.联合体大小至少是最大成员的大小。

          2.当最大成员不是最大对齐数的整数倍，那么就要对齐到最大对齐数的整数倍。

下面这个代码可以说明：

union Un
{
	short s[7];//14  2 8 2
	int i; //4 8 4
};
	
int main()
{
 
    union Un u = { 0 };
	printf("%zd\n", sizeof(u)); //16
 
	return 0;
}

使用联合体是可以节省空间的，例如我们要做一个程序记录小宝宝的成长过程，有张三，李四，王五他们三个孩子，他们的年龄，身高，体重和其他相关信息。

张三：从小欢玩农、原、粥

李四：从小喜欢看牢大坠机

王五：从小喜欢cos

struct children_member
{
    int age;//年龄
    double length; //身高
    int weight;//体重
 
    union {
        struct 
        {
            char nong[20]; //农
            char yuan[20]; //原
			int zhou[20];  //粥
        }zhangsan;
        struct 
        {
            char design[10000];//设计牢大的10000种坠机方式
		}lisi;
        struct 
        {
            char design[30]; //cos的设计
            int colors;      //cos的颜色
            int sizes;       //cos的尺寸
        }wangwu;
    }item;
};
 
int main()
{
	struct children_member man;
    
    return 0;
}

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宝宝的各种属性，这样使得结构体的大小就会偏大，比较浪费内存。因为对于宝宝来说，只有部分属性信息是常用的。比如：牢大是飞行员，就不需要design、colors、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，这样就可以减少所需的空间，一定程度上节省了内存。

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2.枚举

2.2枚举类型的声明和优点

枚举顾名思义就是一一列举，把可能的取值一一列举。

比如我们现实中：

一周有七天可以一一列举；

性别男、女、保密也可以一一列举；

月份有12个月也可以一一列举；

三原色红绿蓝也可以一一列举。

enum Color
{
	//三原色的可能取值 - 枚举常量
	RED,
	GREEN=5,//
	BLUE//
};
 
enum Sex
{
	MALE,
	FEMALE,
	SECRET
};
 
 
int main()
{
	//enum Color color = RED;
	//RED = 5;//err
	printf("%d\n", RED);//0
	printf("%d\n", GREEN);//5
	printf("%d\n", BLUE);//6
	enum Sex s = SECRET;
 
	return 0;
}

这些可能取值都是有值的，默认从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。

如上面的程序，对GREEN赋值为5，那么BLUE作为下一个成员就递增1变为6，而RED在前面，仍为0。

枚举类型的优点：
为什么使用枚举？
我们可以使用 #define 定义常量，为什么非要使用枚举？
1. 增加代码的可读性和可维护性
2. 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查，更加严谨。
3. 便于调试，预处理阶段会删除 #define 定义的符号
4. 使用方便，一次可以定义多个常量
5. 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

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2.3枚举类型的使用

void menu()
{
	printf("**************************\n");
	printf("****  1. add    2.sub ****\n");
	printf("****  3. mul    4.div ****\n");
	printf("****  0. exit         ****\n");
	printf("**************************\n");
}
 
enum Option
{
	EXIT,//0
	ADD,//1
	SUB,//2
	MUL,//3
	DIV//4
};
 
 
int main()
{
	int input = 0;
	printf("请选择:>");
	scanf("%d", &input);
	switch (input)
	{
	case ADD:
		add();
		break;
	case DIV:
		div();
		break;
	case MUL :
		mul();
		break;
	case SUB:
		sub();
		break;
	case EXIT:
		exit();
		break;
	default:
		other();
		break;
	}
	return 0;
}

那是否可以拿整数给枚举变量赋值呢？在C语言中是可以的，但是在C++是不行的，C++的类型检查比较严格。