二十、自定义类型：枚举和联合

1 枚举类型

1.1 枚举类型的声明

例：

enum Day//星期
{
 	Mon,
 	Tues,
 	Wed,
 	Thur,
 	Fri,
 	Sat,
 	Sun
};
enum Sex//性别
{
 	MALE,
 	FEMALE,
 	SECRET
}；
enum Color//颜⾊
{
 	RED,
 	GREEN,
 	BLUE
};

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 。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，比如：

#include <stdio.h>
enum Color//颜⾊
{
    RED=2,
    GREEN=4,
    BLUE=8
};
int main()
{
    printf("%d\n", RED);
    printf("%d\n", GREEN);
    printf("%d\n", BLUE);
	return 0;
}

输出结果：

1.2 枚举类型的优点

本来我们可以使用#define来定义常量，为什么非要使用枚举呢？

枚举有以下优点：

1. 增加代码的可读性和可维护性。
2. #define定义的标识符没有类型，而枚举有类型检查，更加严谨。
3. 预处理阶段会删除#define定义的符号，而枚举类型不会，这样更便于调试。
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。

1.3 枚举类型的使用

enum Color//颜⾊
{
	RED=1,
 	GREEN=2,
	BLUE=4
};
enum Color clr = GREEN;//使⽤枚举常量给枚举变量赋值

注意：在C语言中可以拿整数给枚举变量赋值，但是在C++中不行，C++的类型检查比较严格。

2 联合体类型

2.1 联合体类型的声明

//联合类型的声明
union Un
{
	char c;
	int i;
};

2.2 联合体类型的特点

像结构体一样，联合体也是由⼀个或者多个成员构成，这些成员可以是不同的类型，但是联合体的特点是所有成员共用同一块内存空间 ，编译器只为最大的成员分配足够的内存空间，所以联合体也叫：共用体。

例1：

#include <stdio.h>
union Un
{
	char c;
	int i;
};
int main()
{
	union Un un = { 0 };//联合变量的定义
	printf("%d\n", sizeof(un));
	printf("%p\n", &un);
	printf("%p\n", &(un.c));
	printf("%p\n", &(un.i));
	return 0;
}

输出结果：

例2：

#include <stdio.h>
union Un
{
	char c;
	int i;
};
int main()
{
	union Un un = { 0 };
	un.i = 0x11223344;
	un.c = 0x55;
	printf("%x\n", un.i);
	return 0;
}

输出结果：

从例1的输出结果可以看到，变量c和变量i占用的是同一块内存空间，而成员中i所占的内存最大，所以整个联合体的大小就是4个字节。

例2中，由于联合体的成员共用同一块内存空间，给联合体其中一个成员赋值，其他成员的值也会跟着变化，我们可以通过下面un的内存布局图来加深理解：

2.3 联合体大小的计算

• 联合体的大小至少是最大成员的大小。

• 当最大成员的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。

例：

//下面输出的结果是什么？
#include <stdio.h>
union Un1
{
	char c[5];
	int i;
};
union Un2
{
	short c[7];
	int i;
};
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(union Un1));
	printf("%d\n", sizeof(union Un2));
	return 0;
}

输出结果：

解析：

#include <stdio.h>
union Un1
{
	char c[5];
	int i;
};
//最大成员的大小是5，不是最大对齐数（4）的整数倍，所以对齐到8。
union Un2
{
	short c[7];
	int i;
};
//最大成员的大小是7，不是最大对齐数（4）的整数倍，所以对齐到16。
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(union Un1));
	printf("%d\n", sizeof(union Un2));
	return 0;
}

2.4 联合体类型的应用

比如，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：书名、作者、页数；

杯子：设计；

衬衫：设计、可选颜色、可选尺寸。

如果我们用结构体来实现：

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
};

虽然上面的设计很简单，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，这使得结构体所占用的内存会偏大，比较浪费。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、colors、sizes，所以我们就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来存储，这样就可以减少所需的内存空间。

struct gift_list
{
	int stock_number;//库存量
	double price; //定价
	int item_type;//商品类型
	union {
		struct
		{
			char title[20];//书名
			char author[20];//作者
			int num_pages;//页数
		}book;
		struct
		{
			char design[30];//设计
		}mug;
		struct
		{
			char design[30];//设计
			int colors;//颜⾊
			int sizes;//尺寸
		}shirt;
	}item;
};

2.5 练习

百度笔试题：设计一个小程序，判断当前机器的字节序。

//使用联合体判断系统的字节序
#include <stdio.h>
int check_sys()
{
	union//因为un我们只用一次，所以这里可以采用匿名的形式
	{
		char c;
		int i;
	}un = { .i = 1 };
	return un.c;
}

int main()
{
	int ret = check_sys();
	if (ret == 1)
		printf("小端存储\n");
	else
		printf("大端存储\n");
	return 0;
}

输出结果：