C语言-联合和枚举

本文介绍: —–最慢的步伐不是跬步，而是徘徊；最快的脚步不是冲刺，而是坚持。

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最慢的步伐不是跬步，而是徘徊；

最快的脚步不是冲刺，而是坚持。

今天来到我们的联合和枚举类型的讲解：

目录

联合体类型

联合体类型的声明

联合体类型的特点

联合体大小的计算

联合体类型的应用

枚举类型

枚举类型的声明

枚举类型的特点

枚举类型的运用

联合体 类型

联合体类型的声明

1.像结构体⼀样，联合体也是由⼀个或者多个成员构成，这些成员可以不同的类型。

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

以下就是联合体的类型声明：

union Un
{
 char a;
 int b;
 double c;
};

联合体类型的特点

让我们看看系统给联合体分配的内存空间有多大：

#include&lt;stdio.h&gt;
union Un
{
	char a;
	int b;
	double c;
};
int main()
{
	union Un u = { 0 };
	printf("%d", sizeof(u));
	return 0;
}

我们可以把联合体的成员地址都打出来看看，是不是占用同一块空间：

#include <stdio.h&gt;
union Un
{
	char a;
	int b;
	double c;
};
int main()
{
	union Un u = { 0 };
	printf("%pn", &amp;(u.a));
	printf("%pn", &amp;(u));
	printf("%pn", &amp;(u.c));
	printf("%pn", &amp;u);
	return 0;
}

我们发现4个地址一模一样

我们可以也用代码测试一下a在b中存储的位置：

#include <stdio.h&gt;
union Un
{
	char a;
	int b;
};
//联合体共用内存为4个字节
int main()
{
	union Un u = { 0 };
	u.b = 0x11223344;//将十六进制的数赋值给成员b
	u.a = 0x55;      //将十六进制的数赋值给成员a
	printf("%xn", u.b);//打印b看看a在b中存储的位置
	return 0;
}

我们发现b的第4个字节被修改为55了

总结：

1.我们可以看到联合体并不会像结构体那样给每个成员分配内存空间

2.联合的成员是共用同⼀块内存空间的，这样⼀个联合变量的大小，至少是最大成员的大小（因为联合至少得有能力保存最大的那个成员）

3.因为减少了内存上的占用，程序运行效率提高了，这就是联合体带来的优点

以下是联合体和结构体的内存比较：

#include <stdio.h&gt;
struct St
{
	char c;
	int i;
};
union Un
{
	char c;
	int i;
};
int main()
{
	struct St s = { 0 };
	union Un u = { 0 };
	printf("%dn", sizeof(s));
	printf("%dn", sizeof(u));
	return 0;
}

因为结构体存在内存对齐原则所以会浪费空间

那么问题来了，联合体的大小就一定是最大成员的大小吗?

其实并不是，联合体也存在内存对齐

联合体大小的计算

•
联合的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的时候，就要对齐到最大对齐数的整数倍

是的，联合体也存在内存对齐，我们来看以下代码：

#include <stdio.h&gt;
union Un1
{
	char c[5];//成员大小为5，对齐数为1
	int i;    //成员大小为4，对齐数为4，最大对齐数为4
};
union Un2
{
	short c[7];//成员大小为14，对齐数为2
	int i;     //成员大小为4，对齐数为4，最大对齐数是4
};
int main()
{
	printf("%dn", sizeof(union Un1));
	printf("%dn", sizeof(union Un2));
	return 0;
}

Un1、Un2的大小是多少呢？

虽然联合体存在对齐数会浪费一定的空间

但相比较结构体这些浪费的空间不算什么

结论：使用联合体是可以节省空间

联合体类型的应用

使用联合体是可以节省空间的，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、商品类型和商品类型相关的其他信息。

图书：书名、作者、页数

杯⼦：设计

衬衫：设计、可选颜色、可选尺寸

那我们不耐心思考，直接写出一下结构：

struct gift_list
{
	//公共属性
	int stock_number;//库存量
	double price; //定价
	int item_type;//商品类型

	//特殊属性
	char title[20];//书名
	char author[20];//作者
	int num_pages;//⻚数

	char design[30];//设计
	int colors;//颜⾊
	int sizes;//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：商品是图书，就不需要 design、color s、size s。

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。

struct gift_list
{
 int stock_number;//库存量
 double price; //定价
 int item_type;//商品类型
 
 union{
 struct
 {
 char title[20];//书名
 char author[20];//作者
 int num_pages;//⻚数
 }book;
 struct
 {
 char design[30];//设计
 }mug;
 struct
 {
 char design[30];//设计
 int colors;//颜⾊
 int sizes;//尺⼨
 }shirt;
 }item;
};

枚举类型

枚举类型的声明

顾名思义，枚举的作用就是一一列举，以下是用枚举类型声明性别：

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

#include<stdio.h>
enum Sex//性别
{
	MALE,
	FEMALE,
	SECRET
};
int main()
{
	printf("%dn",MALE);
	printf("%dn", FEMALE);
	printf("%dn", SECRET);
	return 0;
}

我们来看看MALE，FEMALE，SECRET的值分别是多少

1.{ }中的内容是枚举类型的
可能取值
，是常量也叫
枚举常量，
是不能修改的

2.这些可能取值都是有值的，默认从0开始，依次递增1

3.当然在声明枚举类型的时候
也可以赋初值

#include<stdio.h>
enum Sex//性别
{
	MALE = 2,
	FEMALE = 4,
	SECRET = 6
};

枚举类型的特点

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：

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

枚举类型的运用

1.枚举变量只能由设置的枚举常量进行赋值：

#include<stdio.h>
enum Sex//性别
{
	MALE = 2,
	FEMALE = 4,
	SECRET = 6
};
int main()
{
	enum Sex s = MALE;
	return 0;
}

2.可以对一些操作寓意表现得非常直观，增加代码的可读性：

 
void menu()
{
	printf("********************************************************************************************n");
	printf("****************************              扫雷游戏             *****************************n");
    printf("********************************************************************************************n");
    printf("****************************                 1.启动            *****************************n");
    printf("********************************************************************************************n");
    printf("****************************                 0.结束            *****************************n");
    printf("********************************************************************************************n");
    printf("********************************************************************************************n");
}
int main()
{
    int input = 0;                       //定义一个变量来来接收菜单
    srand((unsigned int)time(NULL));     //设置随机数
    do
    {
        menu();                           //添加扫雷菜单
        printf("请选择游戏的状态>:n");
        scanf_s("%d",&amp;input);
        switch (input){
            case 1:
                game();
                break;
            case 0:
                printf("退出游戏！n");
                break;
        default:
            printf("输入错误，重新输入！n");
            break;
        }
      } while (input);
    return 0;
}

我把我之前写过的扫雷代码放出来

如果不看菜单 menu的话，你是不是一脸懵

1代表什么，0代表什么

接下来我将会用枚举类型对上面这段代码进行优化：

void menu()
{
    printf("********************************************************************************************n");
    printf("****************************              扫雷游戏             *****************************n");
    printf("********************************************************************************************n");
    printf("****************************                 1.PLAY             *****************************n");
    printf("********************************************************************************************n");
    printf("****************************                 0.EXIT             *****************************n");
    printf("********************************************************************************************n");
    printf("********************************************************************************************n");
}
enum Option
{
    EXIT = 0,
    PLAY = 1
};

int main()
{
    int input = 0;                       //定义一个变量来来接收菜单
    srand((unsigned int)time(NULL));     //设置随机数
    do
    {
        menu();                           //添加扫雷菜单
        printf("请选择游戏的状态>:n");
        scanf_s("%d", &amp;input);
        switch (input) {
        case PLAY:
            game();
            break;
        case EXIT:
            printf("退出游戏！n");
            break;
        default:
            printf("输入错误，重新输入！n");
            break;
        }
    } while (input);
    return 0;
}