C语言之联合和枚举

1. 联合体

1.1 联合体的声明

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

1.2 联合体的特点

代码一：

#include <stdio.h>union U
{char a;int b;
};
int main()
{union U uu = { 0 };printf("%zd\n", sizeof(uu));return 0;
}

代码运行结果:>
4

结论:联合的成员是公用一块空间的，联合体变量的大小至少是最大成员的大小（至少确保能存下最大的那个成员）

代码二：

#include <stdio.h>union U
{char a;int b;
};
int main()
{union U uu = { 0 };printf("%p\n", &(uu.a));printf("%p\n", &(uu.b));printf("%p\n", &uu);return 0;
}

代码运行结果:>
012FFD90
012FFD90
012FFD90

可以看到无论是联合体的地址还是联合体成员的地址都是一样的，说明他们共用同一块空间

代码三：

#include <stdio.h>union U
{char a;int b;
};
int main()
{union U uu = { 0 };uu.b = 0x11223344;uu.a = 0x55;printf("%#x\n", uu.b);return 0;
}

%#x打印的是带0x的十六进制数，0x11223344是一个十六进制数

代码运行结果:>
0x11223355

由于是小端字节序存储，优先存低字节的也就是44，然后通过char修改了第一个字节的内容，将44修改成了55，所以打印结果为0x11223355

1.3 结构体和联合体对比

union U
{char a;int b;
};
struct S
{char a;int b;
};

相对于结构体，联合体较节省空间

1.4 联合体大小的计算

1. • 联合体大小至少是联合体中最大成员的大小
2. • 当最大成员的大小不是最大对齐数的整数倍时，就要对齐到最大对齐数的整数倍，和结构体一样，联合体也是有对齐的

#include <stdio.h>union U1
{char a[7];int b;
};
union U2
{short a[7];int b;
};
int main()
{union U1 u = { 0 };union U2 uu = { 0 };printf("%zd\n", sizeof(u));printf("%zd\n", sizeof(uu));return 0;
}

代码运行结果如下:>
8
16

联合体U1中有两个成员，char a[7] int b 其中最大成员为char a[7]，为7个字节，char为1字节，默认对齐数为8，取较小值1，int为4字节，默认对齐数为8，取较小值4，所以两个成员中的最大对齐数为4，最大成员的大小为7，不是最大对齐数4的倍数，所以将对齐至8字节，对齐之后才是联合体的大小

同理联合体U2，也有两个成员，最大成员的大小为14字节，不是最大对齐数4的倍数，所以将对齐至16字节，对齐之后才是联合体的大小

1.5 联合体小练习

要求：写一个代码，判断当前机器的字节序

代码一：

#include <stdio.h>int check_sys()
{int n = 1;return *(char*)&n;
}
int main()
{int ret = check_sys();if (ret == 1)printf("小端\n");elseprintf("大端\n");return 0;
}

小端字节序，将低字节内容存到低地址，高字节内容存到高地址
大端字节序，将高字节内容存到低地址，低字节内容存到高地址
内存使用优先使用低地址

1的十六进制为00 00 00 01
小端字节序为 01 00 00 00
大端字节序为 00 00 00 01

取出1的地址，将其从int类型的指针强制类型转化为char类型的地址，这样解引用的时候就会访问低地址处的内容，如果解引用得到1则是小端，得到0则为大端

代码二：
使用联合体的方式

#include <stdio.h>int check_sys()
{union{char a;int b;}un;un.b = 1;return un.a;
}
int main()
{int ret = check_sys();if (ret == 1)printf("小端\n");elseprintf("大端\n");return 0;
}

通过联合体公用同一块空间的方式，如果第一个字节中存的是1则是小端，如果存的是0则是大端

2. 枚举

2.1 枚举类型的声明

枚举顾名思义就是一一列举

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

枚举类型：enum Day
枚举常量：Mon，Thus，… //枚举常量使用逗号隔开，最后一个常量不需要

枚举常量是有值的，第一个常量的值默认从0开始，依次递增1，也可以在声明的时候为枚举常量赋值

enum Color
{RED = 4,YELLOW = 8,BLUE = 12
};

2.2 枚举类型的优点

有#define关键字为什么还要使用枚举呢

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

2.3 枚举类型的使用

#include <stdio.h>enum Color
{RED = 4,YELLOW = 8,BLUE = 12
};int main()
{enum Color clr = BLUE;//使用枚举常量为变量赋值return 0;
}

#include <stdio.h>enum Color
{RED = 4,YELLOW = 8,BLUE = 12
};int main()
{enum Color clr = 12;//使用整数为变量赋值，12 == BLUEreturn 0;
}

在C语言中，对其规定不是很严格，在C++中，C++的类型检查比较严格，这是个语法错误，无法使用整型对枚举变量赋值