C语言联合体和枚举

趙卋傑

发布于 2026-01-12 14:33:54

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1.联合体

1.1联合体的声明

联合体是由⼀个或者多个成员构成，这些成员可以不同的类型。

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，因为他们共用一块空间。

union Un
{
	char c;
	int i;
};
int main()
{
	//联合变量的定义
	union Un un;
	//计算联合变量的大小
	printf("%d\n", sizeof(un));
	return 0;
}

此处联合体变量的大小为4，一个int类型的变量大小为4，一个char类型的变量大小为1，那是怎么算出来4的呢？让我们来一起探索！！

1.2联合体的特点

#include <stdio.h>
//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;
}

通过以上这个例子我们发现联合体中的两个变量和联合体所占的地址都一样，占一块空间。

那么我们可以猜想是否是c和共用了同一块空间呢？那共用一块空间内存中存储的值是否发生了改变呢？我们再来举例说明

#include <stdio.h>
//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);
	return 0;
}

通过此例输出，我们发现整形i的第四个字节被替换成了55，所以得出结论联合体内部是共用一块空间，这也就是为什么也叫共用体的原因。

1.3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⻬数的整数倍的时候，就要对⻬到最⼤对⻬数的整数倍。

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

数组计算它的的对齐数的时候比的是数组一个元素的大小和默认对齐数，取它们之中的较小值，所以char c[5]的对齐数就是1。

注意数组char[5]仍然占5个字节大小的空间，只是计算对齐数时看元素大小

int i对齐数是4，综上，最大成员的大小是5，5不是4的整数倍，所以我们要浪费空间对齐到最大成员对齐数的的整数倍，即4的倍数，因此union Un1的大小是8个字节。

对于union Un2也是一样，short类型的数组，short占2个字节，对齐数就是2，整体数组占14字节空间；整形i占4字节，对齐数是4，14不是最大成员对齐数的整数倍，所以进行对齐，即16字节

使⽤联合体是可以节省空间的，举例：

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。

图书：书名、作者、⻚数杯⼦：设计衬衫：设计、可选颜⾊、可选尺⼨

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;//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;
};
int main()
{
    //union联合体只能分开初始化，因为union中的内容会占用同一块空间
	struct gift_list A = { 1,2.0f,3,{.book = "a","b",3} };
	struct gift_list B = { 1,2.0f,4,{.book = "a","b",4} };
	struct gift_list C = { 1,2.0f,5,{.book = "a","b",5} };
	printf("%d %f,%d\n", A.stock_number, A.price, A.item_type);
	printf("book: %s %s,%d\n", A.item.book.title, A.item.book.author, A.item.book.num_pages);
	printf("mug: %s\n", A.item.mug.design);
	printf("shirt:%s %d,%d\n", A.item.shirt.design, A.item.shirt.colors, A.item.shirt.sizes);


	return 0;
}

另一种访问方法：

int main() {
	struct gift_list A = { 1, 2.0, 3, {.book = {.title = "a", .author = "b", .num_pages = 3}} };
	struct gift_list B = { 1, 2.0, 4, {.mug = {.design = "a"}} };
	struct gift_list c = { 1, 2.0, 5, {.shirt = {.design = "a", .colors = 2, .sizes = 3}} };

	printf("%d %.2lf, %d\n", A.stock_number, A.price, A.item_type);
	if (A.item_type == 3) { // 假设3代表书籍  
		printf("book书名: %s, %s, %d\n", A.item.book.title, A.item.book.author, A.item.book.num_pages);
	}

	printf("%d %.2lf, %d\n", B.stock_number, B.price, B.item_type);
	if (B.item_type == 4) { // 假设4代表杯子  
		printf("mug设计: %s\n", B.item.mug.design);
	}

	printf("%d %.2lf, %d\n", c.stock_number, c.price, c.item_type);
	if (c.item_type == 5) { // 假设5代表衬衫  
		printf("shirt设计: %s, %d colors, %d sizes\n", c.item.shirt.design, c.item.shirt.colors, c.item.shirt.sizes);
	}

	return 0;
}

//如果union改成struct此处成立
struct gift_list A = { 1,2.0f,3,{book = "a","b",3 ,.mug = "c",.shirt = "d",4,5}};//err

struct gift_list A;
A.name = "s";//err  数组不能单独初始化
//可以用strcpy拷贝

1.4联合体判断大小端

int check_sys()
{
 union
 {
 int i;
 char c;
 }un;
 un.i = 1;
 return un.c;//返回1是⼩端，返回0是⼤端 
}

2.枚举

枚举顾名思义就是⼀⼀列举。

把可能的取值⼀⼀列举。

⽐如我们现实⽣活中：

⼀周的星期⼀到星期⽇是有限的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

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。

2.1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

2.2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

那是否可以拿整数给枚举变量赋值呢？在C语⾔中是可以的，但是在C++是不⾏的，C++的类型检查⽐较严格。

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原始发表：2024-05-02，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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