C语言联合（union）和枚举（enum）学习

àì夳堔傛蜴生んèń 2022-12-09 05:17 190阅读 0赞

# 联合（共用体）（union） #

**联合**是一种数据类型，它能在同一个内存空间储存不同的数据类型（不是同时储存），一次只能存储一种数据类型。其典型用法是，设计一种表以储存既无规律、实现也不知道顺序的混合类型。其中联合的大小都相等，每个联合可以储存各种数据类型。共用体的长度为其最大的成员的长度。  
用途：当数据项使用两种或多种格式（但不会同时使用）时，可以节省空间。节省内存。  
比如用户ID，有时候需要把它当做字符串，有时需要当做数字。

#include<stdio.h>
    union hold {
        
    	int digit;
    	double bigfl;
    	char letter;
    };
    /*该联合只可储存一个int类型、一个double类型或一个char类型的值。只能储存一个*/
    int main(void)
    {
        
    	union hold fit;//hold类型的联合变量
    	union hold save[10]; //内含是个联合变量的数组
    	union hold * pu;     //指向hold类型联合变量的指针
    	printf("size of fit = %u,size of save = %u,size of pu = %u\n",sizeof fit, sizeof save, sizeof pu);
    	/*结果： 
    		size of fit = 8,size of save = 80,size of pu = 8
    		编译器会分配足够的空间以便它能储存联合声明中占用最大字节的类型。---double---8字节  
    	*/ 
    	
    	//初始化,联合只能存储一个值， 
    	union hold valA;
    	valA.letter = 'R';
    	union hold valB = valA;
    	union hold valC = {
        
    		88
    	}; 
    	union hold valD = {
        
    		.bigfl = 118.2
    	};
    	
    	//使用联合
    	fit.digit = 23;//把23储存在fit，占两字节
    	 printf("size of fit = %u\n",sizeof fit);
    	 fit.bigfl = 2.9;//清除23，储存2.0，占8字节
    	  printf("size of fit = %u\n",sizeof fit);
    	 fit.letter = 'h'; //清除2.0，储存h，占1字节 
    	  printf("size of fit = %u\n",sizeof fit);
    	  
    	//使用指针
    	pu = &fit;
    	x = pu->digit;//相当于x = fit.digit
    	 
    	return 0;
    /*结果：
    	size of fit = 8,size of save = 80,size of pu = 8
    	size of fit = 8
    	size of fit = 8
    	size of fit = 8
    
    */
    }

# 枚举（enum） #

可以使用**枚举**声明符号名称来表示整数常量。使用enum关键字，可以创建一个新“类型”并指定它可具有的值（实际上，enum常量是int类型，因此，只要能使用int类型的地方就可以使用枚举类型）  
枚举量能提升为int类型。

#include<stdio.h>
    
    enum spectrum {
        
    	red,orange,yellow,green,blue,violet
    };
    enum spectrum color;
    //第一个声明创建了spectrum作为标记名，允许把enum spectrum作为一个类型名使用
    //第二个声明使color作为该类型的变量，第一个花括号中的标识符枚举了spectrum变量可能的值。
    //因此color可能的值为red、orange、yellow等等，这些符号称为 枚举符。 
    int main(void)
    {
        
    	color = blue;
    	/*
    		C枚举的一些特性并不适用C++，例如C允许枚举变量使用++运算符，但是C++标准不允许 
    		red、blue是int类型的常量。 
    	*/ 
    	printf("color = %d, red = %d, violet = %d\n",color, red, violet);
    	/*
    	结果： 
    		color = 4, red = 0, violet = 5
    		
    	通常情况下，枚举列表的常量都被赋予0,1,2,3...等 
    	*/
    	//在枚举声明中，可以为枚举常量指定整数值,如果后面没有继续赋值，后面的常量会被赋予后续的值 
    	enum levels {
        
    		low = 100, medium = 500, high = 2000, super
    	}; 
    	printf("low = %d, medium = %d, super = %d\n",low, medium, super);
    	//low = 100, medium = 500, super = 2001
    	return 0; 
    }

步骤(一)——枚举量的声明和定义

(1)首先，请看下面的语句：

enum enumType {
        Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday};

这句话有两个作用：

*  第一：声明enumType为新的数据类型，称为枚举(enumeration);
 *  第二：声明Monday、Tuesday等为**符号常量**，通常称之为枚举量，其值默认分别为0-6。（后面会介绍怎样显式的初始化枚举量的值）

(2)接着利用新的枚举类型enumType声明这种类型的变量：enumType Weekday 就像使用基本变量类型int声明变量一样，如 int a;也可以在定义枚举类型时定义枚举变量enum enumType \{Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday\}Weekday;

然而与基本变量类型不同的地方是，在不进行强制转换的前提下，只能将定义的枚举量赋值给该种枚举的变量，如：Weekday = Monday;或者Weekday = Sunday;不能将其他值赋给枚举变量，如：Weekday = 10;这是不允许的，因为10不是枚举量。也就是说Weekday只能是定义的Monday-Sunday这些定义过的枚举量。然而这不是绝对的，第六条会讲到利用强制类型转换将其他类型值赋给枚举变量。

(3)上面讲不能**将非枚举量赋给枚举变量**，那么能不能将枚举量赋给非枚举变量呢？如：int a=Monday;这是允许的，**因为枚举量是符号常量，这里的赋值编译器会自动把枚举量转换为int类型。**  
(4)前面讲可以对枚举进行赋值运算，那枚举变量能不能进行算术运算呢？  
Weekday++;Weekday = Monday + Tuesday;这是非法的，因为这些操作可能导致违反类型限制，比如：Weekday = Sunday;  
Weekday++;Weekday首先被赋予枚举量中的最后一个值Sunday(值为6)，再进行递增的话，Weekday增加到7，而对于enumType类型来说，7是无效的。

总结：**对于枚举，只定义了赋值运算符，没有为枚举定义算术运算。**

(5)不能对枚举量进行算术运算，那么枚举量能不能参与其他类型变量的运算呢？int a;a = 1 + Monday;这是允许的，因为编译器会自动把枚举量转换为int类型。

(6)第二条讲：在不进行强制转换的前提下，只能将定义的枚举量赋值给该种枚举的变量，言下之意就是可以通过强制转换将其他类型值赋给枚举变量：

Weekday = enumType(2);等同于：Weekday = Wednesday;但是，如果试图将一个超出枚举取值范围的值通过强制转换赋给枚举变量，会出现什么结果？

Weekday = enumType(20);结果将是不确定的，这么做不会出错，但得不到想要的结果。

**步骤(二)——自定义枚举量的值**

(1)前面讲通过定义enum enumType \{Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday\};

枚举量Monday、Tuesday等的值默认分别为0-6，我们可以显式的设置枚举量的值：

enum enumType \{Monday=1, Tuesday=2, Wednesday=3, Thursday=4, Friday=5, Saturday=6, Sunday=7\};

指定的值必须是整数！

(2)也可以只显式的定义一部分枚举量的值：

enum enumType \{Monday=1, Tuesday, Wednesday=1, Thursday, Friday, Saturday, Sunday\};这样Monday、Wednesday均被定义为1，则Tuesday=2，Thursday、Friday、Saturday、Sunday的值默认分别为2、3、4、5.总结：未被初始化的枚举值的值默认将比其前面的枚举值大1。

(3)第二条还说明另外一个现象，就是枚举量的值可以相同。

**步骤(三)——枚举的取值范围**  
前面讲到可以通过强制转换将其他类型值赋给枚举变量：Weekday = enumType(2);这是合法的；但是Weekday = enumType(20);是非法的。这里涉及枚举取值范围的概念：枚举的上限是 大于最大枚举量的 最小的2的幂，减去1；

枚举的下限有两种情况：一、枚举量的最小值不小于0，则枚举下限取0；二、枚举量的最小值小于0，则枚举下限是 小于最小枚举量的 最大的2的幂，加上1。

举例来讲：

假如定义 enum enumType1 \{ First=-5，Second=14，Third=10 \};则枚举的上限是16-1=15（16大于最大枚举量14，且为2的幂）； 枚举的下限是-8+1=-7（-8小于最小枚举量-5，且为2的幂）；  
**步骤(四)——枚举应用**  
个人觉得枚举和switch是最好的搭档：enum enumType\{Step0, Step1, Step2\}Step=Step0;//注意这里在声明枚举的时候直接定义了枚举变量Step,并初始化为Step0

switch (Step)
    {
        
      case Step0:{
        ...;break;}
      case Step1:{
        ...;break;}
      case Step2:{
        ...;break;}
      default:break;
    }

另外枚举还有一种少见的用法是 enum \{ one ,two ,three\}; 就是不指定一个名字,这样我们自然也没法去定义一些枚举类型了。此时就相当于static const int one = 0;这样定义三个常量一样。然后用的话就是int no = one。

一、简述  
强类型枚举（Strongly-typed enums），号称枚举类型，是C++11中的新语法，用以解决传统C++枚举类型存在的缺陷。传统C++中枚举常量被暴漏在外层作用域中，这样若是同一作用域下有两个不同的枚举类型，但含有相同的枚举常量也是不可的，比如：

enum Side\{Right,Left\};  
enum Thing\{Wrong,Right\};  
这是不能一起用的。  
另外一个缺陷是传统枚举值总是被隐式转换为整形，用户无法自定义类型。C++11中的强类型枚举解决了这些问题。

**二、强类型枚举**  
**强类型枚举使用enum class语法来声明**，如下：  
enum class Enumeration\{  
VAL1,  
VAL2,  
VAL3=100,  
VAL4  
\};  
这样，枚举类型时安全的，枚举值也不会被隐式转换为整数，无法和整数数值比较，比如（Enumeration：：VAL4==10会触发编译错误）。  
另外枚举类型所使用的类型默认为int类型，也可指定其他类型，比如：

enum calss Enum:unsigned int\{VAL1,VAL2\};  
正如前面所说，强类型枚举能解决传统枚举不同枚举类下同枚举值名的问题，使用枚举类型的枚举名时，必须指明所属范围，比如：Enum::VAL1，而单独的VAL1则不再具有意义。

还有一点值得说明的是C++11中枚举类型的前置声明也是可行的，比如：

enum calss Enum;  
enum class Enum1:unsigned int;  
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**三、项目中的强类型枚举代码片段**  
1、图像处理  
enum class Color\{RED,BLUE,YELLOR,BLACK,WHITE\};  
2.交通灯  
enum class TrafficLight\{RED,YELLOR,GREEN\};  
强类型枚举值具有传统枚举的功能——命名枚举值，同时又具有类的特点——具有类域的成员和无法进行默认的类型转换。所以也称之为枚举类——enmu class

枚举类的底层数据必须是有符号或无符号整型，比如char unsigned int unsigned long，默认为int。

3.前置声明应用

enmu class Clolor:char;  //前置声明枚举类
    void Foo(Color*p);        //前置声明的使用
    //....................
    enum class Color:char{
        RED,GREEN,BLACK,WHITE};                       //前置声明的定义

总结 **：枚举类型是不能被直接用int变量赋值的，枚举类型只能用枚举常量赋值。而枚举类型可以同int类型进行计算，这时枚举类型就是按照int类型和其他数量进行计算了。**

**另外枚举类型可以看成是常量，直接在整个作用域里使用。**