自定义类型：联合和枚举

上文我们了解到了对于C语言中没有定义的类型，我们可以用结构体自己重新定义一个适用的类型。那么自定义类型除了结构体还有另外两种自定义类型，分别是联合、枚举。

1.联合体类型的声明

像结构体⼀样，联合体也是由⼀个或者多个成员构成，这些成员可以是不同的类型。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。
给联合体其中⼀个成员赋值，其他成员的值也跟着变化。

#include <stdio.h>
//联合类型的声明
union Un
{
 char c;
 int i;
};
int main()
{
 //联合变量的定义
 union Un un = {0};
 //计算联合体变量的⼤⼩
 printf("%d\n", sizeof(un));
 return 0;
}

我们发现计算的结果如下图所示，不难发现联合体的特点是所有成员共⽤同⼀块内存空间，只为联合体中最大的成员分配足够大的空间。

2.联合体的特点

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）。
我们从下面的代码来讨论联合体的特点吧！

#include <stdio.h>
//联合类型的声明
union Un
{
 char c;
 int i;
};
int main()
{
 //联合变量的定义
 union Un un = {0};
 // 下⾯输出的结果是⼀样的吗？
 printf("%p\n", &(un.i));
 printf("%p\n", &(un.c));
 printf("%p\n", &un);
 return 0;
}

如下图所示，我们发现打印出联合体中成员的地址竟然是一样的，再次证明了联合的成员是共⽤同⼀块内存空间的。

我们来看另一端代码，继续探讨联合体的特点。

#include <stdio.h>
//联合类型的声明
union Un
{
 char c;
 int i;
};
int main()
{
 //联合变量的定义
 union Un un = {0};
 un.i = 0x11223344;
 un.c = 0x55;
 printf("%x\n", un.i);
 return 0;
}

通过代码调试我们发现，联合体中对char c的修改是在int i的第一个字节地址处修改，得出结论：联合的成员是共⽤同⼀块内存空间的。
在这里插入图片描述

打印结果如下：

下面我运用图解的方式来理解联合体的特点如下：
在这里插入图片描述

3. 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⻬数的整数倍的时候，就要对⻬到最⼤对⻬数的整数倍。

#include <stdio.h>
union Un1
{
 char c[5];//最大成员大小为5，最大对齐数为4,5不是4的整数倍，所以Un1的大小为8
 int i;
};
union Un2
{
 short c[7];//最大成员大小为2*7=14，最大对齐数为4,14不是4的整数倍，所以Un2的大小为16
 int i;
};
int main()
{
 //下⾯输出的结果是什么？
 printf("%d\n", sizeof(union Un1));//8
 printf("%d\n", sizeof(union Un2));//16
 return 0;
}

打印结果如下图所示：
在这里插入图片描述

我们发现联合体的大小计算结果不是最大成员的大小，因为当最⼤成员⼤⼩不是最⼤对⻬数的整数倍的时候，就要对⻬到最⼤对⻬数的整数倍。

4.相同结构体和联合体的对比

//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};

上面的结构体和联合体内存对比图解：
在这里插入图片描述
我们发现联合体会比结构体更加节约内存。

5.联合体的运用

使用联合体是可以节省空间的，举例：
比如，学校有多种课程，
理科生：语文，数学，英语，物理，化学，生物
文科生：语文，数学，英语，政治，历史，地理
职高生：语文，数学，英语，计算机，专业课
那么语文，数学，英语是必选的，是公共属性，我们可以放在结构体中，另外的科目，为特殊属性，我们可以将特殊属性用联合体来存储，节省空间。

struct course
{
 //公共属性
 int Chinese;//语文成绩
 int Maths;//数学成绩
 int English;//英语成绩
 //特殊属性
 int Physics;//物理成绩
 int Chemistry;//化学成绩
 int Biology;//生物成绩
 int Politics;//政治成绩
 int History;//历史成绩
 int Geography;//地理成绩
 int Computer;//计算机成绩
 int Professional course;//专业课成绩
};

这样用结构体存储占用内存过多，我们可以用联合体进行改进，如下：

struct course
{
 //公共属性
 int Chinese;//语文成绩
 int Maths;//数学成绩
 int English;//英语成绩
 //特殊属性
 union{
	struct 
	{
	int Physics;//物理成绩
    int Chemistry;//化学成绩
    int Biology;//生物成绩
    };
	struct
	{
	int Politics;//政治成绩
    int History;//历史成绩
    int Geography;//地理成绩
    };
	struct 
	{
	int Computer;//计算机成绩
    int Professional course;//专业课成绩
    };
      }
};

我们把公共属性单独写出来，剩余属于各种课程成绩本⾝的属性使⽤联合体起来，这样就可以减少所需的内存空间，⼀定程度上节省了内存。

6. 枚举类型的声明

枚举顾名思义就是⼀⼀列举。
把可能的取值⼀⼀列举。
⽐如我们现实⽣活中：
⼀周的星期⼀到星期⽇是有限的7天，可以⼀⼀列举
性别有：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，也是可以一一列举
这些数据的表⽰就可以使⽤枚举了。

 enum Day//
星期
{
 Mon,
 Tues,
 Wed,
 Thur,
 Fri,
 Sat,
 Sun
};
enum Sex//
性别
{
 MALE,
 FEMALE,
 SECRET
};

以上定义的enum Day ，enum Sex 都是枚举类型。
{}中的内容是枚举类型的可能取值，也叫枚举常量。
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。

enum Color//
颜⾊
{
 RED=2,
 GREEN=4,
 BLUE=8
};

7. 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？
枚举的优点：

增加代码的可读性和可维护性
和#define定义的标识符⽐较枚举有类型检查，更加严谨
便于调试，预处理阶段会删除#define 定义的符号
使⽤⽅便，⼀次可以定义多个常量
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

8. 枚举类型的使⽤

enum Color//
颜⾊
{
 RED=1,
 GREEN=2,
 BLUE=4
 enum Color clr = GREEN;//使⽤枚举常量给枚举变量赋值
};

标签：自定义,int,联合体,union,枚举,un,类型,成绩
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自定义类型：联合和枚举