联合体

联合体类型的声明

像结构体一样，联合体也是由一个或者多个成员构成，这些成员可以不同的类型。 但是编译器只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同一块内存空间。所以联合体也叫共用体。 给联合体其中一个成员赋值，其他成员的值也跟着变化。

#include <stdio.h>
union un//创建一个联合体类型un
{
	char c;
	int i;
};
int main()
{
	union un u = { 0 };//创建一个联合体变量并初始化
	printf("%zd\n", sizeof(u));
	return 0;
}

通过打印出来的结果，我们可以知道联合体是共用一块内存空间。 

联合体的特点

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（因为联合体至少得有能力保存最大的那个成员）。

上面的代码，我们还可以更直观一点（地址）来观察它们两个是共用一块内存空间。

#include <stdio.h>
union un//创建一个联合体类型un
{
	char c;
	int i;
};
int main()
{
	union un u = { 0 };//创建一个联合体变量并初始化
	printf("%zd\n", sizeof(u));
	printf("%p\n", &(u.c));//拿到c的地址
	printf("%p\n", &(u.i));//拿到i的地址
	printf("%p\n", &u);//拿到整个联合体的地址
	return 0;
}

还有一种也是比较直观的方法（当我们改变c的值时，看看i的值是否会发生变化）

相同成员的结构体和联合体对比

我们再对比一下相同成员的结构体和联合体的内存布局情况。

#include <stdio.h>
struct S1
{
	char c;
	int i;
};

union S2
{
	char c;
	int i;
};

int main()
{
	struct S1 s1 = { 0 };
	union S2 s2 = { 0 };
	printf("%zd\n", sizeof(s1));
	printf("%zd\n", sizeof(s2));
	return 0;
}

联合体大小的计算 

• 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。

#include <stdio.h>
union Un1
{
	char c[5];//占5个字节  对齐数：1（1<8）
	int i;//占4个字节	   对齐数：4（4<8）
	//这个联合体的大小应为4的整数倍，且最大成员为5——>8
};
union Un2
{
	short c[7];//占14个字节  对齐数：2（2<8）
	int i;//占4个字节        对齐数：4（4<8）
	//这个联合体的大小应为4的整数倍，且最大成员14——>16
};
int main()
{
	printf("%zd\n", sizeof(union Un1));
	printf("%zd\n", sizeof(union Un2));
	return 0;
}

使用联合体是可以节省空间的。比如，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。

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;//⻚数

	char design[30];//设计
	int colors;//颜⾊
	int sizes;//尺⼨
};

上述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、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，这样就可以节省所需的内存空间，一定程度上节省了内存。 

struct gift_list
{
	int stock_number;//库存量
	double price; //定价
	int item_type;//商品类型

	union//下面这些是三个结构体共用一块内存空间
	{
		//因为我们只需要在这里使用一次，所以可以使用匿名结构体
		struct
		{
			char title[20];//书名
			char author[20];//作者
			int num_pages;//⻚数
		}book;
		struct
		{
			char design[30];//设计
		}mug;
		struct
		{
			char design[30];//设计
			int colors;//颜色
			int sizes;//尺寸
		}shirt;
	}item;
};

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？

#include <stdio.h>
int main()
{
	union un
	{
		char c;
		int i;
	}u = { .i = 1 };
	if (u.c == 0)
	{
		printf("大端\n");
	}
	else
	{
		printf("小端\n");
	}
	return 0;
}

枚举类型

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： 一周的星期一到星期天是有限的7天，可以一 一列举；性别有：男、女、保密，也可以一 一列举；月份有12个月，也可以一 一列举；三原色，也是可以意义列举 。这些数据的表示就可以使用枚举了。

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。

#include <stdio.h>
enum Color//颜⾊
{
	RED = 2,
	GREEN = 4,
	BLUE = 8
};

int main()
{
	printf("%d\n", RED);
    return 0;
}

 

枚举类型的优点

为什么使用枚举？ 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： 1. 增加代码的可读性和可维护性 2. 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查，更加严谨。 3. 便于调试，预处理阶段会删除 #define 定义的符号 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。

enum color
{
    RED,
    GREEN,
    BLUE
};

//在c++中会报错，因为3是整形，而c是枚举类型，不能赋值
enum color c = 3;

但是上述代码在C语言中不会报错。原因在于c++比C语言严谨一些。