【C语言】自定义类型——枚举、联合体

引言

对枚举、联合体进行介绍,包括枚举的声明、枚举的优点,联合体的声明、联合体的大小。

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引言

枚举

枚举的优点

联合(共用体)

 联合体的内存分布

如何通过联合体检验编译器的大小端?

联合体的大小

总结:


枚举

将事物一一列举出来,每个枚举常量都有一个取值。
下面就是枚举的具体格式,Mon,Tues,Wed这些就是枚举常量,每个枚举常量之间用逗号 隔开。枚举常量用大括号括在一起,记得结尾要有分号作为结尾。
枚举中的变量都是有初始值的,默认从0开始,后面就是递增1。下图将它们各自的值打出来。
enum Day
{
	Mon,
	Tues,
	Wed,
	Thur,
	Fri,
	Sat,
	Sun
};

【C语言】自定义类型——枚举、联合体_第1张图片

枚举变量的取值也是可以直接定义的。 

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

         

枚举的优点

通过定义宏,同样可以把各星期的取值打印出来。那枚举的优点是什么呢?

#define Mon 0
#define Tues 1
#define Wed 2
#define Thur 3
#define Fri 4
#define Sat 5
#define Sun 6

【C语言】自定义类型——枚举、联合体_第2张图片

 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. 防止命名污染(封装)
  4. 便于调试
  5. 使用方便,一次可以定义多个常量

2.和#define定义的标识符比较枚举有类型检查,更加严谨

枚举变量都具有类型,转换的时候会更加严格。

enum Day d = Fri;
enum Day d = 5; //在C++的语法中会报错

3.防止命名污染(封装)

enum将各枚举变量封装起来。

4.便于调试

在#define在预处理阶段,define所定义的标识符就已经被替换了,调试所看到的代码和所写代码会有所差异。

而枚举中变量是不会替换的。

        

联合(共用体)

联合是一种特殊的自定义类型

这种类型定义的变量也包含一系列的成员,特征是这些成员共用同一块空间。

联合体的大小是联合体中成员的最大内存。

#include  
union Un
{
	int a;
	char c;
};
int main()
{
	union Un u;
	printf("%d\n", sizeof(u));

	printf("%p\n", &u);
	printf("%p\n", &(u.a));
	printf("%p\n", &(u.c));

	return  0;
}

【C语言】自定义类型——枚举、联合体_第3张图片

         

 联合体的内存分布

联合体的成员共用同一块内存空间,因此联合体的大小至少是最大成员的大小。

联合体的特点:

1.联合体成员的地址是一样的

2.联合体的大小至少为最大成员的大小

联合体的成员内存是重叠的,因此联合体在同一时刻,只能使用一个联合体成员。

通过下面的例子,理解联合体的内存分布:

例子1:

#include 
union Un
{
	char c;
	int i;
};
int main()
{
	union Un un = { 0 };
	un.i = 0x11223344;
	un.c = 0x55;
	printf("%x\n", un.i);
	return 0;
}

 由于是小端操作系统,数据在内存在的储存为小端字节序。

绿色表示联合体成员 i 。

【C语言】自定义类型——枚举、联合体_第4张图片

联合体的成员的地址是一样的,但是所占的字节不同。 

红色表示的是联合体成员 c 。

【C语言】自定义类型——枚举、联合体_第5张图片

【C语言】自定义类型——枚举、联合体_第6张图片

         

如何通过联合体检验编译器的大小端?

一个数据 a = 0x11223344 在大小端字节序的不同排列

  小端字节序储存:

  • 把一个数据的低位字节序的内容存放在低地址处,把高位字节序的内容放在高地址处,就是小端字节序。

【C语言】自定义类型——枚举、联合体_第7张图片

 大端字节序储存:

  • 把一个数据的高位字节序的内容存放在低地址处,把低位字节序的内容放在高地址处,就是大端字节序。

int a =0x11 22 33 44(这里用十六进制是为了表达)

【C语言】自定义类型——枚举、联合体_第8张图片

代码: 

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

解释:

如果是小端字节序,i 在内存中是 01 00 00 00,这个时候将 c 拿出来,就是那联合体的第一个字节。如果是1,那么就是小端字节序。

【C语言】自定义类型——枚举、联合体_第9张图片

 如果是大端字节序,i 在内存中是 00 00 00 01,这个时候将 c 拿出来,就是那联合体的第一个字节。如果是0,那么就是大端字节序。

【C语言】自定义类型——枚举、联合体_第10张图片         

联合体的大小

联合体的大小也存在对齐。

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。

对⻬数 = 编译器默认的⼀个对⻬数 与 该成员变量⼤⼩的较⼩值。

- VS 中默认的值为 8

- Linux中 gcc 没有默认对⻬数,对⻬数就是成员⾃⾝的⼤⼩

 例子1:

下面的打印结果是什么?

#include 
union Un
{
	char arr[5];
	int i;
};
union Un2
{
	short c[7];
	int i;
};
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(union Un));
	printf("%d\n", sizeof(union Un2));
	return 0;
}

Un的最大成员是 i ,4个字节的大小,arr[5]的内存如下,联合体Un的大小要对齐,对齐到4的整数倍,因此联合体Un的大小为8个字节。

【C语言】自定义类型——枚举、联合体_第11张图片

Un2的最大成员是 i, 4个字节的大小,short[7]的内存如下,联合体Un2的大小要对齐,对齐到4的整数倍,因此联合体Un2的大小为16个字节。

【C语言】自定义类型——枚举、联合体_第12张图片

 【C语言】自定义类型——枚举、联合体_第13张图片

总结:

  1. 枚举(将事物一一列举出来,每个枚举常量都有一个取值)
  2. 枚举的优点
  3. 联合体,联合体的内存分布 
  4. 联合体的大小

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