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c语言回顾-联合和枚举

时间:2024-06-22 21:31:19浏览次数:11  
标签:语言 回顾 int char union 枚举 un printf

前言

前面讲解了自定义类型-结构体,本节小编将讲解新的自定义类型联合体和枚举。

1.联合体

1.1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};
 //计算连个变量的⼤⼩
 printf("%d\n", sizeof(un));
 return 0;
}

输出结果:4

下面将详细讲解

1.2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)。
//代码1
#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;
}
001AF85C 001AF85C 001AF85C
显然结果是一样的
//代码2
#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;
}

运行结果:11223355

代码1输出的三个地址一模一样,代码2的输出,我们发现将i的第4个字节的内容修改为55了。

下面为un的内存分布图 5e58edc1026948e7bf6f868bc7a1f64a.png备注:这里是采取的小端存储

1.3对比相同成员的结构体和联合体

对比一下相同成员的结构体和联合体的内存布局情况。
struct S
{
 char c;
 int i;
};
struct S s = {0};

union Un
{
 char c;
 int i;
};
union Un un = {0};

22388ebd61974cd1bf595d78d09d31ba.png不难发现联合体节省了较多空间

1.4联合体大小的计算

1.联合的大小至少是最大成员的大小。 2.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。
#include <stdio.h>
union Un1
{
 char c[5];
 int i;
};
union Un2
{
 short c[7];
 int i;
};
int main()
{
 printf("%d\n", sizeof(union Un1));
 printf("%d\n", sizeof(union Un2));
 return 0;
}

运行结果:8 16

分析:Un1中,最大成员大小为5,对齐数为4,所以大小为8

Un2中,最大成员大小为14,对齐数为4,所以大小为16

1.5联合体举例

使用联合体是可以节省空间的 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
按照以前的思维,我们会直接创建一个结构体,包含所需要元素
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; //页 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、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,这样就可以介绍所需的内存空间,一定程度上节省了内存。
#include <stdio.h>
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;
};
int main() {
	struct gift_list gift = { 30,23.0,1 };
	printf("%d %f %d\n", gift.stock_number, gift.price, gift.item_type);
	gift.item.book = { "朝花夕拾","鲁迅",1314 };
	printf("%s %s %d", gift.item.book.title, gift.item.book.author, 
    gift.item.book.num_pages);
	return 0;
}

补充联合练习题

写一个程序,判断当前机器是大端?还是小端?
#include <stdio.h>

int check_sys() {
    union {
        int i;
        char c;
    } un;
    
    un.i = 1;
    return un.c; // 返回1是小端,返回0是大端
}

int main() {
    if (check_sys()) {
        printf("This machine is little endian.\n");
    } else {
        printf("This machine is big endian.\n");
    }
    
    return 0;
}

2.枚举

枚举(enumeration)是C语言中的一种数据类型,用于定义一组有限的命名常量。枚举可以帮助提高代码的可读性和可维护性,使得程序更加清晰和易于理解。

2.1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,也是可以意义列举
枚举类型的定义使用关键字 enum,后面紧跟着枚举名称和一对花括号,其中包含了枚举的成员:
enum EnumName {
    Member1,
    Member2,
    Member3,
    // ...
};

在枚举中,每个成员都被赋予一个整数值,默认情况下从0开始自增。这些成员可以被当作常量使用,用于表示一组相关的取值。

以下是一个示例,展示了如何定义和使用一个简单的枚举:

#include <stdio.h>

enum Weekday {
    Monday,
    Tuesday,
    Wednesday,
    Thursday,
    Friday,
    Saturday,
    Sunday
};

int main() {
    enum Weekday today = Tuesday;
    
    if (today == Tuesday) {
        printf("Today is Tuesday.\n");
    } else {
        printf("Today is not Tuesday.\n");
    }
    
    return 0;
}

在这个示例中,我们定义了一个枚举 Weekday,它包含了一周中的每一天。然后,我们声明了一个变量 today,并将其赋值为 Tuesday。在 main 函数中,我们使用条件语句检查 today 的值是否等于 Tuesday,如果是,则打印输出 "Today is Tuesday.",否则打印输出 "Today is not Tuesday."。

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。

枚举可以帮助提高代码的可读性,因为使用了有意义的常量名称来表示不同的取值。此外,枚举还可以用于在 switch 语句中进行条件分支,以及作为函数的参数和返回值等场景中。

需要注意的是,枚举成员的值是整数常量,并且默认从0开始自增,但可以手动指定值。例如,可以通过显式赋值为枚举成员指定特定的整数值。此外,枚举成员的作用域是在枚举类型中,不同的枚举类型可以拥有相同的成员名称而互不影响。

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

2.2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: 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

本节内容到此结束,感谢大家对小编的支持,支持小编的留下三连吧!!!

标签:语言,回顾,int,char,union,枚举,un,printf
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