C语言进阶 —— 枚举与联合

前言

今天我们会给大家介绍一下枚举和联合体这两个概念，这两者我们其实和结构体结合起来对比学习，三者之间都有其相似之处，当然也有不小的区别，我们今天将会从枚举和联合体的基本定义入手，剖析二者的使用和功能。

一、枚举

我们先讲枚举，从字面意义上来说，枚举的意思就是一一列举

即把所有有可能的值一一列举

比如说：一月份一共有31天，这是有限的，我们是可以一一列举的

又如：性别只有三种情况，男、女或者保密，我们也可以一一列举

等等…

诸如此类，我们都可以称其为列举

在这种情况下我们就可以使用枚举了

1.1 枚举类型的定义

先来看几个例子:

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 。

那如果现在我们想描述一下星期应该怎么用代码表达出来呢？我们可以这样做：

int main()
{
    
	enum Day d = Fri;
	
	return 0;
}

以此类推，其他的枚举类型也是如此

在这里可能有人会问了，既然大括号内的内容叫做枚举常量，那么枚举常量有没有值呢？

在这里我可以很明确的告诉大家，这些枚举常量都是有值的，大家可以尝试用printf函数将所有的枚举常量的值一一打印出来比对一下，

我们很容易就可以发现一个有趣的规律：我们枚举的可能取值都是从0开始的，依次往下递增1，当然这里的前提是默认情况下。

那么我们是否可以修改它们的值呢？比如我希望第一个枚举常量从1开始，其实这是很容易实现的，只需将"Mon"改为"Mon = 1"即可。

后面的枚举常量也和默认情况下一样依次递增1。

1.2 枚举的优点

为什么使用枚举？使用枚举的好处是什么？

首先我们知道，除了使用枚举，我们还可以使用#define定义常量，如：

#define Mon 1
#define Tues 2
//....

既然我们也可以使用define来定义一个常量，那相较于它而言，枚举的优势在哪里呢？

我们来看看枚举的优点：

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. 防止了命名污染

4. 便于调试

5. 使用方便，一次可以定义多个常量

1.3 枚举的使用

看一个简单的例子大家就明白了：

enum Color //颜色
{
    
    RED = 1,
    GREEN = 2,
    BLUE = 4,
};

enum Color clr = GREEN;   //只能拿枚举常量个枚举变量赋值，才不会出现类型的差异
clr = 5;

二、联合体（共用体）

2.1联合类型的定义

联合也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成员，特征是这些成员公用同一块空间（所以联合体也叫共用体）

比如：

union Un
{
    
  int a;
  char c;
};

那我们要怎么理解这个共用呢？我们可以进行下面这个操作：

int main
{
    
	union Un u;
    printf("%d\n", sizeof(u));
    return 0;
}

按照我们惯有的思维习惯，一个整型＋一个字符型至少也得占用5个字节

可是当我们执行程序后发现，只占用了4个字节，这就充分体现出了共用这一个特点。

我们可以再来看看二者的地址：

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

执行后我们可以发现，这三个地址是一模一样的，我们该如何解释呢？

其实解释起来非常简单：

我们先画出四个字节的空间，黄色部分就是a所占用的空间，而褐色部分就是b所占用的空间，他覆盖了a的一部分空间，但是二者是共存的，并不会有互斥的现象，这和共用体的名字也非常合拍。

2.2 联合的特点

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（因为联合体至少得有能力保存最大的那位成员）。

我们在上文提到了共用这一概念。那有人就会提出问题，两者的地址是一样的，当你对其中一个变量进行改变时 ，另一个变量在内存中也会被改变，这就会产生问题了啊。

正是因为有这样的问题，所以我们要在实际使用时，我们在同一时间， 只使用其中一个变量，用了其中一个变量就不用另外的变量，这样就可以避免这个问题。

2.3 联合大小的计算

• 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。

来看一个例子：

union Un1
{
    
	char c[5];
	int i;
};

union Un2
{
    
	short c[7];
	int i;
};

//下面输出的结果是什么？
printf("%d\n", sizeof(union Un1));
printf("%d\n", sizeof(union Un2));

执行程序后我们发现，结果分别是8和16。这是为什么呢？

对于un1，当有数组的时候，最大对齐数为数组成员，un1中为char ，对齐数就是1，int 为4是un1中最大对齐数，故结果为8。

un2同理,short为2，数组共14，但是最大对齐数为4，整数倍故为16。

总结