C语言初学笔记【联合与枚举】

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前言

学习笔记：自定义类型——联合和枚举

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一、联合体

1. 联合体类型的声明

· 联合体是一种自定义类型，允许在同一内存空间中存储不同类型的成员。
· 语法类似于结构体，但所有成员共享同一块内存。
· 示例：

union Un {char c;int i;
};

2. 联合体的特点

· 所有成员共用同一块内存空间。
· 修改一个成员会影响其他成员的值。
· 联合体的大小至少等于其最大成员的大小。
· 示例：

union Un un;
un.i = 0x11223344;
un.c = 0x55; // 此时 un.i 的值变为 0x11223355

3. 联合体 vs 结构体

· 结构体每个成员有独立的内存空间，联合体所有成员共享同一内存。
· 结构体大小等于所有成员大小之和（考虑对齐），联合体大小等于最大成员大小（考虑对齐）。

4. 联合体大小的计算

· 联合体大小至少是最大成员的大小。
· 如果最大成员的大小不是最大对齐数的整数倍，则需对齐到最大对齐数的整数倍。
· 示例：

union Un1 {char c[5]; // 5字节int i;     // 4字节，对齐数为4
};
// sizeof(union Un1) = 8（对齐到4的倍数）

5. 联合体的应用

· 节省内存，适用于同一时间只使用其中一种成员的场景。
· 示例：礼品兑换单中不同类型的商品属性共用同一内存。

1.6 练习：判断机器字节序（大端/小端）

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

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二、枚举类型

1. 枚举类型的声明

· 枚举用于定义一组具名的整型常量。
· 语法：

enum Day {Mon, Tues, Wed, Thur, Fri, Sat, Sun
};

· 默认从0开始递增，也可手动赋值：

enum Color {RED = 2,GREEN = 4,BLUE = 8
};

2. 枚举的优点

1. 增强代码可读性和可维护性：使用有意义的名字代替数字。
2. 类型检查：比 #define 更严谨，有类型信息。
3. 便于调试：枚举常量在编译阶段保留，而 #define 在预处理后被替换。
4. 一次定义多个常量：简洁高效。
5. 作用域规则：枚举类型遵循作用域，可限制使用范围。

3. 枚举的使用

· 定义枚举变量：

enum Color clr = GREEN;

· C语言中可用整数值给枚举变量赋值，C++中不允许（类型不同）。

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三、补充说明

· 联合体常用于底层编程、内存优化和类型转换场景。
· 枚举适用于状态机、选项配置等需明确含义的场合。

✅ 建议多通过代码实践理解联合体和枚举的内存布局和使用场景。

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总结

特性	联合体	枚举
内存使用	共用内存，节省空间	不占额外内存（仅是整型常量）
用途	同一时间只使用一个成员	定义一组相关的命名常量
类型安全	弱类型	强类型，C++中更严格
可读性	低（需谨慎使用）	高（语义明确）

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