一.聯(lián)合體

1.聯(lián)合體的聲明

聯(lián)合體（Union） 是一種特殊的用戶自定義數(shù)據(jù)類型，它允許在同一內(nèi)存位置存儲(chǔ)不同類型的數(shù)據(jù)，但同時(shí)只能存儲(chǔ)其中一個(gè)成員。聯(lián)合體的所有成員共享相同的內(nèi)存空間，因此聯(lián)合體的大小等于其最大成員的大小。

我們來看一下簡(jiǎn)單定義,有些類似于結(jié)構(gòu)體.。

#include<stdio.h>
union un {
	int age;
	char i;
};
int main() {
	return 0;
}

雖然說結(jié)構(gòu)上有些類似于結(jié)構(gòu)體，但是看特點(diǎn)的話，他兩各不相同，各有所長(zhǎng)。

2.聯(lián)合體的特點(diǎn)

（一）內(nèi)存共享

聯(lián)合體的所有成員共享同一塊內(nèi)存地址。意味著不論聯(lián)合體有多少成員，它們都會(huì)使用同一個(gè)存儲(chǔ)空間。只有一個(gè)成員可以在同一時(shí)刻存儲(chǔ)有效數(shù)據(jù)。

優(yōu)點(diǎn):這種特性使聯(lián)合體節(jié)省內(nèi)存，特別適合多個(gè)數(shù)據(jù)不會(huì)同時(shí)使用的場(chǎng)景。

我們來看一個(gè)例子:

#include<stdio.h>
union un {
	int age;
	char i;
};
int main() {
	union un u = { 0 };
	u.age = 0x11223344;
	u.i = 0x55;
	return 0;
}

我們按F10進(jìn)入逐過程:

查看內(nèi)存:可以看到u.i的0x55覆蓋了u.age的44

可以說明他們的內(nèi)存是共享的?。?！

（二）大小等于最大成員的大小

聯(lián)合體的大小等于其最大成員的大小。雖然它可以有多個(gè)成員，但只會(huì)根據(jù)其中最大成員的大小來分配內(nèi)存。

我們看一下例子:

#include<stdio.h>
union un {
	int age;
	char i;
};
int main() {
	union un u = { 0 };
    //計(jì)算一下聯(lián)合體的大小
	printf("%zd", sizeof(u));
	return 0;
}

結(jié)果是:

解釋:int四個(gè)字節(jié),char一個(gè)字節(jié),顯然最大的是四個(gè)字節(jié)。聯(lián)合體的大小即最大成員的大小

另一特殊情況:

當(dāng)最大成員大小不是最大對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍的時(shí)候，就要對(duì)齊到最大對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍。

看一例子:

#include<stdio.h>
union un {
	char name[10];
	int age;
};
int main() {
	union un u = { 0 };
	printf("%zd", sizeof(u));
	return 0;
}

我們看一下結(jié)果:

可以看到聯(lián)合體的大小并不是最大成員的大小10(char1個(gè)字節(jié),1*10),是12(最大對(duì)齊數(shù)4,4的整數(shù)倍)

這里10個(gè)char類型和int類型就已經(jīng)占用14個(gè)字節(jié)了，但是結(jié)果是12個(gè)字節(jié)，所以這里也能證明聯(lián)合體的特點(diǎn)內(nèi)存共享。

（三）一次只能使用一個(gè)成員

聯(lián)合體（union）的特性是一次只能有效使用一個(gè)成員，因?yàn)樗谐蓡T共享同一塊內(nèi)存。當(dāng)你向一個(gè)成員賦值時(shí)，之前賦值的其他成員數(shù)據(jù)會(huì)被覆蓋。

其實(shí)也就是因?yàn)榱硪粋€(gè)特性內(nèi)存共享導(dǎo)致的

#include <stdio.h>
#include <string.h>

union MyUnion {
    int i;
    float f;
    char str[20];
};

int main() {
    union MyUnion u;

    // 設(shè)置整數(shù)值
    u.i = 42;
    printf("設(shè)置整數(shù)后: u.i = %d\n", u.i);

    // 設(shè)置浮點(diǎn)數(shù)值，覆蓋整數(shù)值
    u.f = 3.14;
    printf("設(shè)置浮點(diǎn)型之后: u.f = %.2f\n", u.f);
    // 整數(shù)值被覆蓋，無法正常讀取
    printf("u.i (設(shè)置浮點(diǎn)型之后) = %d (corrupted)\n", u.i);

    // 設(shè)置字符串，覆蓋浮點(diǎn)數(shù)值
    strcpy(u.str, "Hello");
    printf("設(shè)置字符串后: u.str = %s\n", u.str);
    // 浮點(diǎn)數(shù)值被覆蓋，無法正常讀取
    printf("u.f (設(shè)置字符串后) = %.2f (corrupted)\n", u.f);

    return 0;
}

結(jié)果:

3.聯(lián)合體相比較于結(jié)構(gòu)體

（一）內(nèi)存分配

結(jié)構(gòu)體：

• 結(jié)構(gòu)體中的每個(gè)成員都有自己獨(dú)立的內(nèi)存空間。
• 結(jié)構(gòu)體的總大小等于所有成員大小的總和（加上可能的內(nèi)存對(duì)齊）。
• 成員的內(nèi)存布局是順序的，成員之間不會(huì)共享內(nèi)存

聯(lián)合體:

• 聯(lián)合體中的所有成員共享同一塊內(nèi)存。
• 聯(lián)合體的總大小等于其中最大成員的大小。
• 只能同時(shí)使用一個(gè)成員，存入一個(gè)成員的值會(huì)覆蓋其他成員。

（二）使用方式

• 結(jié)構(gòu)體：

  • 結(jié)構(gòu)體可以同時(shí)使用多個(gè)成員。每個(gè)成員都有獨(dú)立的存儲(chǔ)空間，互不干擾。
  • 適合用于描述包含多個(gè)相關(guān)數(shù)據(jù)的復(fù)雜對(duì)象。

（三）內(nèi)存布局對(duì)比

 看看這兩個(gè)代碼內(nèi)存的占用

我們看一下內(nèi)存分布圖:

（四）總結(jié)

二.枚舉

枚舉（enum）是一種用戶自定義的數(shù)據(jù)類型，它由一組具名的常量組成。枚舉常用于表示一組相關(guān)的離散值，賦予這些值易于理解的名稱，增強(qiáng)代碼的可讀性和維護(hù)性。

1.特點(diǎn)

• 命名常量：枚舉為一組常量提供了有意義的名字，使代碼更具可讀性。
• 整數(shù)值：在大多數(shù)編程語言中，枚舉中的每個(gè)常量值都與一個(gè)整數(shù)值對(duì)應(yīng)，通常從 0 開始遞增，除非顯式指定。
• 類型安全：枚舉類型可以幫助確保在代碼中只能使用有效的枚舉常量，而不會(huì)混用其他不相關(guān)的值。

2.語法

看個(gè)例子:

#include <stdio.h>

enum Weekday {
    SUNDAY,    // 默認(rèn)值為 0
    MONDAY,    // 1
    TUESDAY,   // 2
    WEDNESDAY, // 3
    THURSDAY,  // 4
    FRIDAY,    // 5
    SATURDAY   // 6
};

int main() {
    enum Weekday today;

    today = WEDNESDAY;

    if (today == WEDNESDAY) {
        printf("Today is Wednesday!\n");
    }

    return 0;
}

結(jié)果如圖:

第二個(gè)例子（如果對(duì)某個(gè)成員賦值，后續(xù)成員會(huì)從該值開始遞增）:

enum EnumName {
    ENUM_VALUE1,      //0
    ENUM_VALUE2,      //1
    ENUM_VALUE3 = 10, // 可以顯式指定值
    ENUM_VALUE4       // 之后的值會(huì)遞增，即11
};

枚舉中的每個(gè)常量值都與一個(gè)整數(shù)值對(duì)應(yīng)，通常從 0 開始遞增，除非顯式指定。

ps:要注意每個(gè)成員用"，"隔開

3.特殊情況

（一）枚舉類型的隱式轉(zhuǎn)換

枚舉類型在 C 語言中實(shí)際上是整型，可能導(dǎo)致與整型混淆。比如，可以將整型值賦給枚舉類型：

enum Weekday { SUNDAY, MONDAY, TUESDAY };
enum Weekday day = 3; // 這是合法的，但不安全

（二）枚舉的作用域

在 C 語言中，枚舉的常量在枚舉定義的作用域內(nèi)可見，但不會(huì)限定在枚舉類型內(nèi)部：

enum Colors { RED, GREEN, BLUE };
int color = RED; // 合法，因?yàn)?RED 在全局作用域中可見

（三）缺乏類型安全

盡管枚舉在一定程度上提供了類型安全，但它們的整型本質(zhì)仍然使得在比較或賦值時(shí)存在風(fēng)險(xiǎn)。例如，可以將一個(gè)枚舉類型的變量賦值為與之不相關(guān)的整數(shù)值，這可能導(dǎo)致邏輯錯(cuò)誤：

enum Direction { NORTH, SOUTH, EAST, WEST };
enum Direction dir = 10; // 合法，但不正確

（四）枚舉的拓展

在 C 語言中，枚舉類型一旦定義就不能被擴(kuò)展或修改。它的值和成員是固定的。因此，枚舉不能如同其他數(shù)據(jù)類型那樣進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改。

總結(jié) 

到此這篇關(guān)于C語言聯(lián)合體和枚舉的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言聯(lián)合體和枚舉內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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