前言: 我们知道,为了提高程序的可读性,C语言里支持用户自定义类型,或者叫改造类型。然而自定义类型最常见的就是结构体、枚举和联合体这三种类型。所以我们来详细理解一下自定义类型。本篇介绍枚举和联合体。
一.枚举
枚举顾名思义就是一一列举。把可能的取值一一列举。
比如现实生活中的一星期有7天,可以把周一到周日一一列举出来;还有性别:男女,又或者国家,地区等,这些可以一一列举出来的取值,就可以使用枚举。
1.枚举类型的定义
关于枚举类型的定义也比较简单,枚举的关键字是enum 。我们直接上代码演示:
enum Day
{
Mon,
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun
};
enum Sex
{
MALE,
FEMALE,
SECRET
};
像上面的就是两个枚举类型,那么枚举类型中需要注意的是什么呢,我们接着看一下这一段代码:
enum Color
{
RED,
GREEN,
BLUE
};
int main()
{
printf("%d ", RED);
printf("%d ", GREEN);
printf("%d ", BLUE);
return 0;
}
我们在这里打印出了枚举类型里面的一些值,所以说明枚举类型中的这些值是有值的。以上定义的 enum Day , enum Sex , enum Color 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 。
而打印出来的值,则是因为这些可能取值都是有值的,默认从0开始,一次递增1,当然在定义的时候也可以赋初值,赋初值后若有些枚举常量没有赋值,则也是按照顺序递增1。例如:
enum Color
{
RED=5,
GREEN=8,
BLUE
};
int main()
{
printf("%d ", RED);
printf("%d ", GREEN);
printf("%d ", BLUE);
return 0;
}
2.枚举的优点
Q:为什么使用枚举?
既然也是定义常量,我们可以使用 #define 定义常量,为什么非要使用枚举?
枚举的优点:
- 增加代码的可读性和可维护性
- 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查,更加严谨。
- 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
①增加代码的可读性和可维护性
当我们定义常量的时候,如果我们直接用define去定义RED,GREEN等值的时候,我们可能会不了解为什么RED是2,GREEN是4,但枚举类型写出来在同一块区域,我们就更容易理解。
② 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查,更加严谨。
两种定义都可以定义常量,但是对于两种定义来说,枚举类型是有类型的,可以有类型检查,而#define定义的是没有类型,无所谓类型的。有类型更为严谨。
③防止了命名污染(封装)
我们在枚举中定义的常量只是属于枚举的一个成员,而不会像#define 一样定义的是一个全局范围内的,这样子可以避免将一个命名污染,不能再使用。
④便于调试
对于枚举类型来说,我们定义出来的变量是可以调试的,可以在调试窗口中看见变量的变化,而在#define 下定义的常量,我们在赋值的时候直接就是赋到数字的值上去了,根本感受不到有常量名的存在。
enum Color
{
RED=2,
GREEN=5,
BLUE
};
int main()
{
printf("%d ", RED);
printf("%d ", GREEN);
printf("%d ", BLUE);
enum Color c = RED;
return 0;
}
#define RED 2
int main()
{
printf("%d ", RED);
int a = RED;
return 0;
}
⑤使用方便,一次可以定义多个常量
对于#define 来说,每一次定义一个常量都需要写一遍#define ,而对于枚举类型来说,一次可定义多个常量,同一种常量就在附近,易于对比修改。
3.枚举的使用
那么对于枚举的使用来说,我们可以直接用代码来说明其好处:
当我们之前需要写一个加减乘除计算器的时候,基本逻辑是这样的:
void menu()
{
printf("*******************************\n");
printf("******** 1.add 2.sub *******\n");
printf("******** 3.mul 4.div *******\n");
printf("******** 0.exit *******\n");
printf("*******************************\n");
}
int main()
{
int input = 0;
do
{
menu();
printf("请选择:>");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case 1:
break;
case 2:
break;
case 3:
break;
case 4:
break;
case 0:
break;
}
} while (input);
return 0;
}
那如果不加上解释,我们在代码中可能不能理解为什么1是加法2是减法,那么当我们运用上枚举常量之后,我们的代码就可以变得更加可观:
enum Option
{
EXIT,
ADD,
SUB,
MUL,
DIV
};
void menu()
{
printf("*******************************\n");
printf("******** 1.add 2.sub *******\n");
printf("******** 3.mul 4.div *******\n");
printf("******** 0.exit *******\n");
printf("*******************************\n");
}
int main()
{
int input = 0;
do
{
menu();
printf("请选择:>");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case ADD:
break;
case SUB:
break;
case MUL:
break;
case DIV:
break;
case EXIT:
break;
}
} while (input);
return 0;
}
二.联合体
1.联合类型的定义
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的成员,特征是这些成员公用同一块空间(所以联合也叫共用体)。
联合体的关键字是union,比如:
union Un
{
char c;
int i;
};
int main()
{
union Un n;
}
① 那么联合体的大小是怎么计算的呢?
我们继续用上面的代码来进行说明:
union Un
{
char c;
int i;
};
int main()
{
union Un n;
printf("%d\n", sizeof(union Un));
}
其实答案是:4.
在这里,Un 是一个联合体类型,我们上面写道:特征是这些成员公用同一块空间(所以联合也叫共用体)。所以当我们创建成员char c的时候和int i的时候,用的是同一块空间。所以当我们这里打印联合体大小的时候,得到的是4。
2.联合的特点
所以联合体具有如下特点:
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(因为联合至少得有能力保存最大的那个成员)。
union Un
{
int i;
char c;
};
union Un un;
int main()
{
printf("%p\n", &un);
printf("%p\n", &(un.i));
printf("%p\n", &(un.c));
return 0;
}
答案确实是得到是一样的,这也就说明了对于联合体的成员是共用同一块内存空间的,那么有什么运用的地方呢?我们可以想起之前的一个例子——判断机器大小端:
百度2015年系统工程师笔试题(大小端)
在这里,我们一开始不使用联合体之前,是这样子写的,存储一个整数变量1,如何将他的地址强制类型转换为char * ,这样子就只拿出整形中的第一个字节的内容如果是1,则是小端,否则就是大端:
int main()
{
int a = 1;
char* pc = (char*)&a;
if (*pc == 1)
{
printf("该机器为小端存储\n");
}
else
{
printf("该机器为大端存储\n");
}
return 0;
}
然后我们学习联合体之后,由于联合体的特性,也就是两个变量存储在同一空间,取出整形变量的第一个字节内容,不就是字符类型的内容吗,所以我们可以很巧妙的将联合体运用在这个题目里面:
int check_sys()
{
union U
{
char c;
int i;
}u;
u.i = 1;
return u.c;
}
int main()
{
if (check_sys() == 1)
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
return 0;
}
3.联合大小的计算
那么联合体计算就真的按照选最大的那个变量的大小就可以了吗,当然不是,联合体大小的计算也是有规则的:
- 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。
也就是说,联合体也是存在对齐数的!
比如:
union Un1
{
char c[5];
int i;
};
这里的代码中,char c[5] 虽然是一个字符数组,但是也就相当于创建了5个字符变量,所以得到变量大小是1,和默认对齐数8对比后得到对齐数是1,而int大小是4,对比后是4,所以这里得到的联合体的大小是取大值也就是5,然后还需要是较大对齐数的整数倍,所以这里计算出的大小应该是8。
再来一个:
union Un2
{
short c[7]; 、
int i;
};
这里变量大值是14,而较大对齐数是4,所以得到的联合体大小应该是4的倍数,得到的就是16。
这就是联合体的计算方式。
好啦,本篇的内容就到这里,关于自定义类型详解也就到这里了,下一篇文章我们来制作一个通讯录,欢迎互相关注,共同进步。
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