前言：

c語言中中自定義類型不僅有結構體，還有枚舉、聯合體等類型，上一期我們詳細講解了結構體的初始化，使用，傳參和內存對齊等知識，這一期我們來介紹c語言中的其他自定義類型枚舉和聯合體的知識。

1.位段

? ? 在講枚舉，聯合體之前，我們補充上一期結構體剩下的一點知識——位段。

1.1什么是位段

位段的聲明和結構是類似的，有兩個不同：

1.位段的成員必須是 int、unsigned int 或signed int 。

2.位段的成員名后邊有一個冒號和一個數字。

比如：

struct A
{int _a:2;int _b:5;int _c:10;int _d:30;
};

A就是一個位段類型。

那位段A的大小是多少？ ?

printf("%d\n", sizeof(struct A));

這就不得不介紹以上的代碼是什么意思了，_a后面的2表示我們只給_a?變量分配兩個比特位的空間，以此類推，后面的5、10、30都是給各自變量分配了該數量的比特位的空間，這是為什么呢？為什么要給一個變量這么小的空間呢？因為有時我們發現有的變量只固定表示一些很小的數值，如_a變量，我們如果只需要它表示0-3的值，給它分配兩個比特位是完全夠的，所以使用位段是為了節省空間的做法，在某些變量只表示固定范圍的數值時，我們就用位段限制它的空間，盡可能去節省空間，那么我們來看這個結構體的空間大小吧：

四個int類型占8個字節，平均占2個字節，在不超出數值表示范圍的情況下，我們用位段省下了一半的空間。

1.2 位段的內存分配?

? ? 既然位段能節省空間，我們就不得不解釋位段是如何分配內存的：

1. 位段的成員可以是 int unsigned int signed int 或者是 char （屬于整形家族）類型

2. 位段的空間上是按照需要以4個字節（ int ）或者1個字節（ char ）的方式來開辟的。

3. 位段涉及很多不確定因素，位段是不跨平臺的，注重可移植的程序應該避免使用位段。

我們來看一段代碼：

//一個例子
struct S
{char a:3;char b:4;char c:5;char d:4;
};
struct S s = {0};
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;

我們給a、b、c、d、四個變量分別分配了3，4，5，4個比特位，3+4+5+4=16，它們加起來占16個比特位，是不是意味著S占16÷8=2個字節呢？我們計算一下S所占的空間：

出乎我們意料，它占了三個字節，這是因為位段的存儲規則是不確定的。

如果這個結構體占三個字節，那么它內部是這樣存儲的：

因為a占3個比特位，b占四個比特位，加起來不超過一個字節，所以它們被放在同一個字節內，而c占5個比特位，字節1空間不夠，所以被放在了字節2，此時字節2還剩3個比特位，d占四個比特位，顯然字節2放不下，又開辟了字節3把d放在里面，剩下一個字節的空間就是這樣丟失的。

?1.3 位段的跨平臺問題

1. int 位段被當成有符號數還是無符號數是不確定的。

2. 位段中最大位的數目不能確定。（16位機器最大16，32位機器最大32，寫成27，在16位機 器會出問題。

3. 位段中的成員在內存中從左向右分配，還是從右向左分配標準尚未定義。

4. 當一個結構包含兩個位段，第二個位段成員比較大，無法容納于第一個位段剩余的位時，是 舍棄剩余的位還是利用，這是不確定的。

總結：

跟結構相比，位段可以達到同樣的效果，并且可以很好的節省空間，但是有跨平臺的問題存在。

2.枚舉

? 枚舉也是c語言中自定義類型的一種，那么枚舉是什么呢？

枚舉顧名思義就是一一列舉。

把可能的取值一一列舉。

比如我們現實生活中：

一周的星期一到星期日是有限的7天，可以一一列舉。

性別有：男、女、保密，也可以一一列舉。

月份有12個月，也可以一一列舉。

這里就可以使用枚舉了。

2.1枚舉類型的定義

相比于結構體的關鍵字為struct，枚舉也有自己的關鍵字：enum，了解了它的關鍵字，我們來看枚舉的應用實例：如我們要表示一周七天，我們要表示性別，三原色

enum Day//星期
{Mon,Tues,Wed,Thur,Fri,Sat,Sun
};
enum Sex//性別
{MALE,FEMALE,SECRET
}；
enum Color//顏色
{RED,GREEN,BLUE
};

以上定義的 enum Day ， enum Sex ， enum Color 都是枚舉類型。

{}中的內容是枚舉類型的可能取值，也叫枚舉常量 。

這些可能取值都是有值的，默認從0開始，依次遞增1，什么意思呢？如我們的Color類型里面的從頭開始為RED，那么它的值就是0，相應的，GREED的值為1，BLUE的值為2，當然在聲明枚舉類型的時候也可以賦初值。

enum Color//顏色
{RED=1,GREEN=2,BLUE=4
};

2.2枚舉類型的優點?

為什么要使用枚舉？

我們可以使用 #define 定義常量，為什么非要使用枚舉？

枚舉的優點：

1. 增加代碼的可讀性和可維護性

2. 和#define定義的標識符比較枚舉有類型檢查，更加嚴謹。

3. 便于調試

4. 使用方便，一次可以定義多個常量

3.聯合體（共用體）

3.1聯合類型的定義

聯合也是一種特殊的自定義類型 這種類型定義的變量也包含一系列的成員，特征是這些成員公用同一塊空間（所以聯合也叫共用體），關鍵字為union。

比如：

//聯合類型的聲明
union Un
{char c;int i;
};
//聯合變量的定義
union Un un;
//計算連個變量的大小
printf("%d\n", sizeof(un));

3.2聯合體的特點?

?聯合的成員是共用同一塊內存空間的，這樣一個聯合變量的大小，至少是最大成員的大小（因為聯 合至少得有能力保存最大的那個成員）。

問：

union Un
{int i;char c;
};
union Un un;
// 下面輸出的結果是一樣的嗎？
printf("%p\n", &(un.i));
printf("%p\n", &(un.c));

首先我們來分析一下，因為我們聯合體的特點是變量之間共用一塊空間，所以i的地址和c的地址是同一塊，那么它們&i和&c的結果是一樣的：

很顯然，我們的分析是正確的。

3.3聯合大小的計算

聯合體占多少空間，有兩個規則：

1.聯合的大小至少是最大成員的大小。

2.當最大成員大小不是最大對齊數的整數倍的時候，就要對齊到最大對齊數的整數倍。

比如：

union Un1
{char c[5];int i;
};
union Un2
{short c[7];int i;
};
//下面輸出的結果是什么？
printf("%d\n", sizeof(union Un1));
printf("%d\n", sizeof(union Un2));

從Un1開始，它的內部定義了一個5個元素的char類型的數組，長度為5個字節，那是否說明它的內存就是5個字節呢？我們回到上面內存規則的第二條—— 當最大成員大小不是最大對齊數的整數倍的時候，就要對齊到最大對齊數的整數倍，很顯然5不是4的整數倍，所以我們擴展到了8，那么8就是它所占的字節數：

結果完全正確，那么Un2呢，short類型占2個字節，我們定義了一個7個變量的short類型的數組，占14個字節，又創建了一個int類型的變量，考慮到聯合體內存共用的特性，結果肯定不為14+4，我們要考的還是第二條對齊的規則，14不是4的整數倍，由14擴展到了16：

怎么樣，是不是對聯合體內存的規則有一定的了解了呢。

3.4聯合體的實際應用?

? ? 聯合體有很多作用，我們之前講過大小端字節序的概念，還講了設計一個程序判斷當前環境是大端還是小端，學了聯合體之后，我們使用聯合體也能設計這樣的程序且簡單，清晰明了：

union Un
{char c;int i;
};
int main()
{union Un un = { 0 };un.i = 1;if (un.c == 1){printf("小端\n");}else{printf("大端\n");}return 0;
}

我們當前是小端字節序，來看結果吧：

?

是不是很神奇呢。

到這里我們自定義類型的的內容就到此結束了，各位友友讀到這里留下寶貴的三連和評論吧，有不足之處望各位佬佬私信和我交流！！！?

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