完整教程：C语言自学--自定义类型：联合和枚举
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1、联合体
1.1 、联合体类型的声明
与结构体类似，联合体也是由多个成员组成，这些成员可以是不同类型。但其独特之处在于：
- 编译器仅按最大成员所需空间分配内存
- 所有成员共享同一块内存空间
- 当修改任一成员值时，其他成员的值也会随之改变
因此联合体也被称为"共用体"。
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#include//联合类型的声明 union Un { char c; int i; }; int main() { //联合变量的定义 union Un un = { 0 }; //计算连个变量的⼤⼩ printf("%d\n", sizeof(un)); return 0; }
联合类型的特点是所有成员共享同一块内存空间，联合的大小等于其最大成员的大小。在这个例子中：
char c占用1字节int i在大多数系统上占用4字节- 因此整个联合
un的大小为4字节
1.2、联合体的特性
联合体的所有成员共享同一块内存空间，因此联合体变量的大小至少等于其最大成员的尺寸（必须确保能够容纳最大的数据成员）。
-
//代码1 #include//联合类型的声明 union Un { char c; int i; }; int main() { //联合变量的定义 union Un un = { 0 }; // 下⾯输出的结果是⼀样的吗？ printf("%p\n", &(un.i)); printf("%p\n", &(un.c)); printf("%p\n", &un); return 0; }
输出结果：
-
//代码2 #include//联合类型的声明 union Un { char c; int i; }; int main() { //联合变量的定义 union Un un = { 0 }; un.i = 0x11223344; un.c = 0x55; printf("%x\n",un.i);//十六进制: %x (小写) / %X (大写) return 0; } 输出结果：
11223355代码1输出的三个地址一模一样，代码2的输出，我们发现将i的第4个字节的内容修改为55了。 我们仔细分析就可以画出，un的内存布局图。
1.3 、相同成员的结构体和联合体对比
让我们对比一下相同成员的结构体和联合体的内存布局差异。
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struct S { char c; int i; }; struct S s = {0};
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union Un { char c; int i; }; union Un un = { 0 };
1.4、联合体大小的计算方法
1、联合的大小至少是最大成员的大小。
2、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
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#includeunion Un1 { char c[5]; //5 1 8 1 int i; //4 8 4 }; union Un2 { short c[7];//14 2 8 2 int i; // 4 8 4 }; int main() { //下⾯输出的结果是什么？ printf("%d\n", sizeof(union Un1));//8 最大对齐数是4，他的2倍数刚好>=5 printf("%d\n", sizeof(union Un2));//16 最大对齐数是4，他的4倍数刚好>=14 return 0; }
使用联合体可以有效节省内存空间。例如，我们需要设计一个礼品兑换系统，其中包含三类商品：图书、杯子和衬衫。每种商品都具备以下共有属性：库存量、价格和商品类型，同时每种商品类型还包含特有的属性信息：
- 图书：书名、作者、页数
- 杯子：设计样式
- 衬衫：设计样式、可选颜色、可选尺码
如果不假思索地直接设计结构体，可能会得到如下实现：
struct gift_list
{
//公共属性
int stock_number;//库存量
double price; //定价
int item_type; //商品类型
//特殊属性
char title[20]; //书名
char author[20];//作者
int num_pages; //页数
char design[30];//设计
int colors; //颜色
int sizes; //尺寸
};该结构设计虽然简单易用，但包含了所有礼品属性，导致结构体体积过大，存在内存浪费问题。实际上，礼品兑换单中的商品通常只使用部分属性。例如：图书类商品就不需要design、colors、sizes等属性。因此，我们可以将公共属性单独列出，其余商品特有属性使用联合体存储，这样能有效减少内存占用，实现内存优化。
struct gift_list
{
//公共属性
int stock_number;//库存量
double price; //定价
int item_type; //商品类型
union
{
struct
{
//特殊属性
char title[20]; //书名
char author[20];//作者
int num_pages; //页数
}book;
struct
{
char design[30];//设计
}cup;
struct
{
char design[30];//设计
int colors; //颜色
int sizes; //尺寸
}shirt;
};
};
int main() {
struct gift_list item1;
item1.stock_number = 50;
item1.price = 19.99;
item1.item_type = 1;
strcpy(item1.book.title, "C Programming");//把C Programming字符串复制到book对象中的title
strcpy(item1.book.author, "K&R"); //把K&R复制到book对象中的author
item1.book.num_pages = 300;
printf("Book: %s by %s, %d pages\n", item1.book.title, item1.book.author, item1.book.num_pages);
return 0;
}1.5、联合的一个练习
写一个程序，判断当前机器是大端？还是小端？
//判断是大端还是小端
#include
int main()
{
int a = 1;
//00 00 00 01 大端
//01 00 00 00 小端
//把int强转为char判断第一个字节是不是为1就行
if (*(char*)&a ==1)
{
printf("小端");
}
else
{
printf("大端");
}
return 0;
} 方法二：
//判断是大端还是小端
#include
union Un
{
char c;
int i;
}un;
int main()
{
//00 00 00 01 大端
//01 00 00 00 小端
un.i = 1;
if (un.c ==1)
{
printf("小端");
}
else
{
printf("大端");
}
return 0;
} 2、枚举类型
2.1、枚举类型声明
枚举是一种将可能取值一一列出的数据类型。例如生活中的常见场景：
- 一周七天（周一到周日）
- 性别分类（男、女、保密）
- 十二个月份
- 三原色（红、黄、蓝）
这些具有明确范围的离散值，都可以通过枚举来清晰表示。
enum Day//星期
{
Mon,
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
sun
};
enum Sex //性别
{
MALE,
FAMALE,
SECRET
};
enum Color//颜⾊
{
RED,
GREEN,
BLUE
};上面定义的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。 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。
enum Color//颜⾊
{
RED = 2,
GREEN = 4,
BLUE = 8
};2.2、枚举类型的优势
为什么要使用枚举？虽然可以使用#define定义常量，但枚举具有以下优势：
#define MALE 3
#define FEMALE 5
#define SECRET 7enum Sex
{
//该枚举类型的三种可能取值
//他们都是常量，被称为枚举常量
MALE 3, //0 默认0开始
FEMALE 5,//1
SECRET 7 //2
};- 增加代码的可读性和可维护性
- 相比#define定义的标识符，枚举具有类型检查功能，更加严谨可靠
- 便于调试，预处理阶段会删除 #define 定义的符号
- 使用更便捷，可以一次性定义多个相关常量
- 遵循作用域规则，在函数内声明的枚举仅在该函数内有效
2.3、枚举类型的应用
enum Color//颜⾊
{
RED = 1,
GREEN = 2,
BLUE = 4
};
enum Color clr1 = GREEN;//使⽤枚举常量给枚举变量赋值
enum Color clrw = 2;//C语言中可以，但c++不行，因为这是把一个整型赋值给一个enum Color枚举类型能否用整数直接给枚举变量赋值？在C语言中是允许的，但C++不支持这种操作，因为C++的类型检查机制更为严格。
-
enum Color clrw = 2;
C语言中可以，因为C语言类型审查不严格，但c++不行，因为这是把一个整型2赋值给一个enum Color枚举类型。
#include
enum Option
{
Exit,//0
Add,//1
Sub,
Mul,
Div
};
void menu()
{
printf("**************************************\n");
printf("********** 0.Exit 1.Add ***********\n");
printf("********** 2.Sub 3.Mul ***********\n");
printf("********** 2.Div 0.Exit ***********\n");
printf("**************************************\n");
}
int main()
{
int input = 0;
do
{
menu();
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case Add:
break;
case Sub:
break;
case Mul:
break;
case Div:
break;
case Exit:
break;
default:
printf("输入错误，请重新输入：\n");
break;
}
} while (input);
return 0;
} #include
enum Option
{
EXIT,//0
ADD,//1
SUB,
MUL,
DIV
};
int Add(int x,int y)
{
return x + y;
}
int Sub(int x, int y)
{
return x - y;
}
int Mul(int x, int y)
{
return x * y;
}
int Div(int x, int y)
{
return x / y;
}
void menu()
{
printf("**************************************\n");
printf("********** 0.Exit 1.Add ***********\n");
printf("********** 2.Sub 3.Mul ***********\n");
printf("********** 4.Div 0.Exit ***********\n");
printf("**************************************\n");
}
int main()
{
int input = 0;
int num1, num2, result;
do
{
menu();
printf("请选择运算方法：");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case ADD:
printf("请输入要操作的两个数：");
scanf("%d %d", &num1, &num2);
result = Add(num1, num2);
printf("计算结果为：%d\n",result);
break;
case SUB:
printf("请输入要操作的两个数：");
scanf("%d %d", &num1, &num2);
result = Sub(num1, num2);
printf("计算结果为：%d\n", result);
break;
case MUL:
printf("请输入要操作的两个数：");
scanf("%d %d", &num1, &num2);
result = Mul(num1, num2);
printf("计算结果为：%d\n", result);
break;
case DIV:
printf("请输入要操作的两个数：");
scanf("%d %d", &num1, &num2);
result = Div(num1, num2);
printf("计算结果为：%d\n", result);
break;
case EXIT:
break;
default:
printf("输入错误，请重新输入：\n");
break;
}
} while (input);
return 0;
} 
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