巧用联合与枚举:解锁自定义类型的无限潜力
嘿嘿,家人们,今天咱们来详细剖析C语言中的联合与枚举,好啦,废话不多讲,开干!
目录
1.:联合体
1.1:联合体类型的声明
1.1.1:代码1
1.1.2:代码2(计算机联合体的大小)
1.1.3:代码3
1.2:联合体的特点
1.2.1:代码1
1.2.2:代码2
1.3:相同成员的结构体与联合体进行对比
1.3.1:代码1(结构体)
1.3.2:代码2(联合体)
编辑
1.4:联合体大小的计算
1.4.1:代码1
1.4.2:代码2
1.4.3:联合体的优点
1.4.3.1:结构体描述
1.4.3.2:使用联合体描述
1.5:联合的一个练习
1.5.1:(通过拿数值1的最低位并且按位与1)
1.5.2:代码2(通过联合体)
2:枚举类型
2.1:枚举类型的声明
2.1.1:代码1
2.1.2:代码2(给枚举类型赋初值)
2.2:枚举类型的优点
2.3:枚举类型的使用
1.:联合体
1.1:联合体类型的声明
联合体像结构体一样,联合体也是由一个或多个成员构成,这些成员可以是不同的类型.但是编译器只能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一块内存空间,所以联合体也叫:共同体.
1.1.1:代码1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
union Un
{
char _c;
int _i;
};
int main()
{
//联合变量的定义
union Un u1 = {'c'};
return 0;
}
1.1.2:代码2(计算机联合体的大小)
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
union Un
{
char _c;
int _i;
};
int main()
{
//联合变量的定义
union Un u1 = {'c'};
printf("%d\n", sizeof(u1));
return 0;
}在结构体那一章节,博主讲到了,结构体的大小要遵循内存对齐的规则,那么联合体要不要遵从内存对齐的规则,如果遵从的话,上面的代码计算出来的结果是8(原因博主不过多解释哈,忘了滴uu可以去去博主那篇结构体的博客).
1.1.3:代码3
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
union Un
{
char _c;
double _i;
};
int main()
{
//联合变量的定义
union Un u1 = {'c'};
printf("%d\n", sizeof(u1));
return 0;
}
上面的两段代码输出结果是4与8,那么为什么是4与8呢?这里就要讲到联合体的特点了
1.2:联合体的特点
联合体的成员是共用一块内存空间的,这样一个联合体变量的大小,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个成员),而上面的代码中最大成员int类型,因此结果为4
1.2.1:代码1
#include <stdio.h>
int main()
union Un
{
char _c;
int _i;
};
{
union Un u1 = {0};
printf("&u1._c == %p\n",&u1._c);
printf("&u1._i == %p\n",&u1._i);
printf("&u1 == %p\n",&u1);
return 0;
}
上面的代码输出的三个均是一模一样,那么我们仔细便可以画图u1的内存分布图.
1.2.2:代码2
#include <stdio.h>
int main()
union Un
{
char _c;
int _i;
};
{
union Un u1 = { 0 };
u1._i = 0x11223344;
u1._c = 0x55;
printf("%x\n", u1._i);
return 0;
}
通过上面的代码我们可以分析出,将变量i的第4个字节改成了55,那么因此我们可以画出其对应的内存分布图.
1.3:相同成员的结构体与联合体进行对比
我们再来对比一下,相同成员的结构体与联合体的内存布局情况.
1.3.1:代码1(结构体)
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
struct S
{
char _c;
int _i;
};
int main()
{
struct S s1 ={'c'};
return 0;
}
1.3.2:代码2(联合体)
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
union Un
{
char _c;
int _i;
};
int main()
{
union Un u = {0};
return 0;
}
1.4:联合体大小的计算
- 联合体的大小至少为最大成员的大小.
- 当最大成员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.
1.4.1:代码1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
union Un1
{
char c[5];
int _i;
};
int main()
{
printf("Un1的大小为:> %zd\n", sizeof(union Un1));
return 0;
}
1.4.2:代码2
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
union Un2
{
short s[5];
int _i;
};
int main()
{
printf("Un2的大小为:> %zd\n", sizeof(union Un2));
return 0;
}
1.4.3:联合体的优点
使用联合体是可以节省空间的,例如:
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:设计、书名、作者、页数.
- 杯子:设计、品牌.
- 衬衫:设计、颜色、尺寸、品牌
如果我们使用结构体来描述的话,将会是如下代码
1.4.3.1:结构体描述
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
struct Gift_List
{
//库存量
int _Inventory;
//价格
double _Price;
//商品类型
int Type_Of_Merchandise;
//书的特殊属性
char _Name[20];
//书的作者
char _Author[20];
//书的页数
int _Pages;
//衬衫的颜色
char _Color[20];
//衬衫的尺寸
int _Sizes;
//三者的设计
char _Desigin[20];
//三者的品牌
char _Brand[20];
};
int main()
{
printf("%zd\n", sizeof(struct Gift_List));
return 0;
}
- 上面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、_Color、_Sizes.
- 所以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保存起来，这样就可以节省所需的内存空间,一定程度上节省了内存。
1.4.3.2:使用联合体描述
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
struct Gift_List
{
//库存量
int _Inventory;
//价格
double _Price;
//商品类型
int Type_Of_Merchandise;
//三者的设计
char _Desigin[20];
//三者的品牌
char _Brand[20];
union
{
struct Book
{
//书的特殊属性
char _Name[20];
//书的作者
char _Author[20];
//书的页数
int _Pages;
};
struct Shirt
{
//衬衫的颜色
char _Color[20];
//衬衫的尺寸
int _Sizes;
};
};
};
int main()
{
printf("Gift_List(嵌套联合体):>%zd\n", sizeof(struct Gift_List));
return 0;
}
通过对比二者,我们可以清晰地发现,使用联合体可以大大地减少内存空间的占用.
1.5:联合的一个练习
在数据类型在内存的存储方式那篇博客中,我们讲到了大小端的概念.
- 大端:地址低位存放着数值高位,地址高位存放着数值低位.
- 小端:地址低位存放着数值低位,地址高位存放着数值高位.
在那里我们通过拿到数值1的最低位并且按位与1来判断来判断程序的大小端
1.5.1:(通过拿数值1的最低位并且按位与1)
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int check_sys()
{
int value = 1;
return (*(char*)&value & 1);
}
int main()
{
int result = check_sys();
if(result == 0)
{
printf("大端存储\n");
}
else
{
printf("小端存储\n");
}
}
1.5.2:代码2(通过联合体)
除了上面的方式,我们也可以通过联合体的方式来进行求解,联合体的特点是
- 联合体的成员是共用一块内存空间的,这样一个联合体变量的大小,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个成员).
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int Check_sys()
{
union
{
int _i;
char _c;
}un;
un._i = 1;
return un._c;
}
int main()
{
int result = Check_sys();
if (result == 0)
{
printf("大端存储\n");
}
else
{
printf("小端存储\n");
}
}
2:枚举类型
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:
2.1.1:代码1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
//星期
enum Day
{
Monday,
Tuesday,
Wednesday,
Thursday,
Friday,
Saturday,
Sunday
};
//性别
enum Sex
{
Boy,
Girl,
Other
};
//颜色
enum Color
{
Red,
Green,
Blue
};
int main()
{
printf("Day:Monday> %d\n", Monday);
printf("Sex:Girl> %d\n", Girl);
printf("Color:Blue> %d\n", Blue);
return 0;
}
- 以上定义的 enum Day,enum Sex,enum Color 都是枚举类型.
- {}中的内容以,为分隔符,枚举类型的可以取值,也叫枚举常量.
- 这些可能取值都是有值的，默认从0开始，依次递增1，当然在声明枚举类型的时候也可以赋初值.
2.1.2:代码2(给枚举类型赋初值)
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
//星期
enum Day
{
Monday = 1,
Tuesday,
Wednesday,
Thursday,
Friday,
Saturday,
Sunday
};
//性别
enum Sex
{
Boy = 5,
Girl,
Other
};
//颜色
enum Color
{
Red,
Green,
Blue = 2
};
int main()
{
printf("Day:Monday> %d\n", Monday);
printf("Sex:Girl> %d\n", Girl);
printf("Color:Blue> %d\n", Blue);
return 0;
}
2.2:枚举类型的优点
我们可以使用#define定义常量,但是为什么非要使用枚举呢
- 枚举可以增加代码的可读性与可维护性.
- 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查,更加严谨.
- 便于调试,预处理阶段会删除#define定义的符号.
- 使用方便,一次可以定义多个变量.
- 枚举常量是遵循作用域规则的,枚举声明在函数内,只能在函数内部使用.
2.3:枚举类型的使用
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
//性别
enum Sex
{
Boy = 5,
Girl,
Other
};
int main()
{
enum Sex Tom = Boy;
printf("%d\n", Tom);
return 0;
}
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++的类型检查比较较严格。
好啦,uu们,C语言的联合与枚举这部分滴详细内容博主就讲到这里啦,如果uu们觉得博主讲的不错的话,请动动你们滴小手给博主点点赞,你们滴鼓励将成为博主源源不断滴动力,同时也欢迎大家来指正博主滴错误.