C语言 自定义数据类型 C语言关于自定义数据类型之枚举和联合体详解

前言

在C语言的自定义数据类型中，除了我们最为常用的结构体之外，还有两个比较少用的自定义数据类型，分别为枚举和联合体（也可以称为共用体）。

今天，我们一起看学习一下相关的知识吧！

枚举

什么是枚举？

顾名思义，就是一一列举，把所有的情况，所有的取值，一一列举出来。

在我们生活中，有不少的东西是可以全部列举出来的。

如一个星期有七天，一年有十二个月，性别有男和女，评价有优秀、良好、及格和不及格等等。

当某些数据的值只有固定的几种可能取值的时候，我们就可以使用枚举类型。

枚举类型的定义

enum 枚举类型名 { 枚举值1 ，枚举值2，… ，枚举值n }；

枚举类型的定义和结构体类似，先使用enum这个关键字，后面加上枚举类型的名字，括号内是枚举的值，最后别忘记分号。

还有，最后的一个枚举值后面不需要逗号！

一般定义枚举类型的方法如下：

注意：这是定义枚举类型，而不是定义枚举变量！

例如如下：

enum Day//星期
{
	Mon,
	Tues,
	Wed,
	Thur,
	Fri,
	Sat,
	Sun
};



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


enum Color//颜色
{
	RED,
	GREEN,
	BLUE
};

此外，还有其他的一些定义的方法。

枚举类型的优点

那么我们来思考一个问题，为什么需要枚举呢？

我们其实可以通过#define的方式来定义常量，那么我们还需要定义枚举吗？

其实是需要的。

在有些情况下，枚举可以让我们的代码更加清晰明了。

比如，我们在需要打印菜单的时候，就需要有不同的选项，那么每一个选项就对应一个值，那么我们可以使用枚举让数值与对应的含义对上号，那么这就可以让我们在实现每一个具体的细节的时候，知道这一种case情况对应的具体含义。

此外，还有别的优点：

• 防止了命名污染（封装）
• 便于调试
• 使用方便，一次可以定义多个常量

枚举类型的使用

通过枚举类型，我们可以定义枚举变量

enum Color//颜色
{
	RED,
	GREEN,
	BLUE
};


//使用方法和其他类型一直，就像int a；一样
enum Color clr;

//使用枚举值来给枚举类型赋值
clr = RED；

//注意，一般我们给枚举赋值的时候，都用枚举值，而不用其他的值，否则就没有什么意义了

我们一般使用结构体的时候，都像上面的栗子一样。

先创建好枚举的模板，燃用这个模板来创建变量。

此外，还有其他的方法：

创建模板的同时定义枚举变量

enum Color//颜色
{
	RED,
	GREEN,
	BLUE
}clr1，clr2;//在最后这里，我们定义了两个枚举变量

省略枚举类型名字，匿名创建枚举变量

enum 
{
	RED,
	GREEN,
	BLUE
}clr1，clr2;//这里定义了两个枚举变量

上面的两个变量依旧可以使用，只是，我们没有写出该枚举类型的名字，就只能这样来定义变量，以后不能在利用这个模板来创建变量了

使用typedef来给枚举类型重命名

typedef enum Color//颜色
{
	RED,
	GREEN,
	BLUE
}cr;//注意，这里的cr是新的枚举类型名字，不是定义的枚举变量



//还可以匿名重命名

typedef enum 
{
	RED,
	GREEN,
	BLUE
}cr;

枚举中需要注意的点

• 枚举值只能是整型的数据，如字符、整数等，不能是浮点型
• 枚举类型变量赋值的时候，一般用枚举值来赋值，不适用其他的数值来赋值
• 枚举值本身是一个常量，我们可以对枚举变量的值进行修改，但不能对枚举值进行修改
• 枚举值被处理的时候，会被看成整数数值，因此枚举变量可以算术运算、关系运算等

联合体

联合体类型的定义

union 联合体类型名 { 数据类型 成员名1 ， 数据类型 成员名 2 ， … ， 数据类型 成员名n；}；

联合体也叫共用体，这个也是一种特殊的数据类型。

这种类型定义的变量也包含一系列的成员，特征是这些成员公用同一块空间。

栗子如下：

union Un
{
	char c;
	int i;
};

联合体的特点

联合体变量的成员是使用共同的一块空间的。

联合体的大小，至少是成员中最大成员的大小。
（这里的至少我们后面再说）

#include<stdio.h>

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


int main() {

	// 下面输出的结果是一样的吗？
	printf("%p\n", &un);
	printf("%p\n", &(un.i));
	printf("%p\n", &(un.c));

	return 0;
}

运行上面的代码，我们会发现三个地址都相同

成员变量i是第一个成员，该地址和联合体的地址相同我们可以理解，c作为第二个成员变量，其地址也是和第一个成员变量的地址相同，那么这就说明，它们确实使用的是同一块空间

联合体的使用

联合体类型定义变量的方法，和结构体、枚举类似，都有多种方法

先创建模板，在定义变量

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

创建模板的同时定义变量

union Un
{
	int i;
	char c;
}un;//此处的un是一个联合体变量

匿名定义联合体变量

union 
{
	int i;
	char c;
}un;//此处的un是一个联合体变量

同样的，由于联合体类型名的省略，我们只可以这样来定义变量，后面就再也不能使用该模板来定义变量了

typedef重命名联合体类型名

typedef union Un
{
	int i;
	char c;
}un;


typedef union
{
	int i;
	char c;
}un;

联合体存在内存对齐

上面说到，联合体的大小，至少是最大成员变量的大小。为什么是至少呢？

我们先来看下面的栗子：

union Un 
{
	char arr[6];
	short s;
};

union Un u;

int main() {

	// 下面输出的结果是一样的吗？
	printf("%u", sizeof(union Un));

	return 0;
}

上面的代码输出的结果为6

如果我们把字符数组的大小改成5，会发现大小还是6

这是因为，联合体中也存在着对齐

上面的栗子中，会认为字符数组的默认对齐数为1，而short的默认对其数位2，但是成员变量的大小会根据数组的大小来计算，而不是根据数组的元素类型。假如你是元素个数为6的字符数组，那么大小就是6，元素个数为5的字符数组，大小就是5，而int、short等数据类型就按照默认的大小来计算。

首先需要联合体的大小至少是最大成员变量的大小。

然后要求大小应该为各个成员变量中，最大对齐数的倍数，如果不是倍数，那么对齐到整数倍处。

这就能说明，为什么上面的代码把字符数组的大小改为5个元素的时候，联合体的大小仍然为6.

结语

今天的分享到这里就结束啦！

由于本人能力有限，难免会有出错的地方，还希望各位能够指出！

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