news 2026/5/20 4:44:08

复合类型(共用体和枚举)

作者头像

张小明

前端开发工程师

1.2k 24
文章封面图
复合类型(共用体和枚举)

共用体

共用体(union)是一种数据格式,它能够存储不同的数据类型,但只能同时存储其中的一种类型。也
就是说,结构可以同时存储int、long和double,共用体只能存储int、long或double。共用体的句法与结
构相似,但含义不同。例如,请看下面的声明:

union one4all { int int_val; long long_val; double double_val; };

可以使用one4aII变量来存储int、long或double,条件是在不同的时间进行;

one4all pail; pail.int_val=15; cout<<pail.int_val; pail.double_val=1.38; cout<<pail.double_val;

因此,pail有时可以是int变量,一而有时又可以是double变量·成员名称标识了变量的容量。由于共
用体每次只能存储一个值,因此它必须有足够的空间来存储最大的成员,所以,共用体的长度为其最大成
员的长度。

共用体的用途之一是,当数据项使用两种或更多种格式(但不会同时使用)时,可节省空。例如,
假设管理一个小商品目录,其中有一些商品的ID为整数,而另一些的ID为字符串、在这种情况下,可以.
这样做:

struct widget { char brand[20]; int type; union id //format depends on widget type { long id_num; //type 1 widgets char id_char[20]; //other widgets }id_val; }; widget prize; if(prize.type==1) cin>>prize.id_val.id_num; else cin>>prize.id_val.id_char;

匿名共用体(anonymous union)没有名称。其成员将成为位于相同地址处的变量。显然,每次只有一
个成员是当前的成员:

struct widget { char brand[20]; int type; union { long id_num; char id_char[20]; }; }; widget prize; if(prize.type==1) cin>>prize.id_num; else cin>>prize_id_char;

由于共用体是匿名的,因此id_num和id_char被视为prize的两个成员,它们的地址相同,所以不需要中间标识符。程序员负责确走当前哪个成员是活动的。

共用体常用于(但并非只能用于)节省内存。当前,系统的内存多达数GB甚至数iB,一好像没有必要
-节省内存,一但并非所有的C++程序都是为这样的系统编写的。C++还用于嵌入式系统编程,如控制烤箱、
MP3播放器或火星漫步者的处理器“对这些应用程序来说,内存可能非常宝贵·一另外,用常用于操作
一系统数据结构或硬件数据结构。

枚举

C++的enum工具提供了另一种创建符号常量的方式,这种方式可以代替const。它还允许定义新类型,
但必须按严格的限制进行。使用enum的句法与使用结构相似。例如,请看下面语句:

enum spectrum{red,orange,yellow,green,blue,violet,indigo,ultraviolet}

一这条语句完成两项工作。

  • 让spectrum成为新类型的名称:spectrum被称为枚举(enurneration),就像struct变量被称为结构。
  • 将red,orange、yellow等作为符号常量,它们对应整数值0~7。这些常量叫作枚举量(enumerator)。

在默认情况下,将整数值赋给枚举量,第一个枚举量的值为0,第二个枚举量的值为1,依次类推。可
以通过显式地指定整数值来覆盖默认值,本章后面将介绍如何做。
可以用枚举名来声明这种类型的变量:

spectrum band;//band a varibalbe of type spectrum

枚举变量具有一些特殊的属性,下面来看一看。
在不进行强制类型转换的情况下,只能将定义枚举时使用的枚举量赋给这种枚举的变量,如下所示:

band=blue;//valid,blue is an enumerator band=2000;//invalid,2000 not an enumerator

因此,spectrum变量受到限制,只有8个可能的值。如果试图将一个非法值赋给它,则有些编译器将出现
编译器错误,而另一些则发出警告。为获得最大限度的可移植性,应将把非enum值赋给enum变量视为错误。

对于枚举,只定义了赋值运算符·具体地说,没有为枚举定义算术运算:

band=orange; //valid ++band; //not valid,++ discussed in Chaper 5 band=orange+red; //not valid,but a little tricky

然而,有些实现并没有这种限制,这有可能导致违反类型限制。例如,如果band的值为ultravrolet(7),
则++band(如果有效的话)将把band增加到8,而对于spectrum类型来说,8是无效的。另外,为获得最
大限度的可移植性,应采纳较严格的限制。

枚举量是整型,可被提升为int类型,但int类型不能自动转换为枚举类型:

int color=blue; //valid,spectrum type promoted to int band=3; //invalid,int not converted to specturm color=3+red; //valid,red converted to int

虽然在这个例子中,3对应的枚举量是green,但将3赋给band将导致类型错误。不过将green赋给
band是可以的,因为它们都是spectrum类型。同样,有些实现方法没有这种限制。表达式3+red中的加
法并非为枚举量定义,但red被转换为int类型,因此结果的类型也是int。由于在这种情况下,枚举将被
转换为int,因此可以在算术表达式中同时使用枚举和常规整数,尽管并没有为枚举本身定义算术运算。
前面示例:

band=orange+red; //not valid,but a little tricky

非法的原因有些复杂。确实没有为枚举定义运算符+,但用于算术表达式中时,枚举将被转换为整数,
因此表达式orange+red将被转换为1+0。这是一个合法的表达式,但其类型为int,不能将其赋给类型为
spectrum的变量band。

如果int值是有效的,则可以通过强制类型转换,将它赋给枚举变量:

band=spectrum(3); //typecast 3 to type spectrum

如果试图对一个不适当的值进行强制类型转换,将出现什仫情况呢?结果是不确定的,这意味着这样
做不会出错,但不能依赖得到的结果:

band=spectrum(40003); //undefined

请参阅本章后面的“枚举的取值范围”一书,以了解一下哪些值合适,哪些值不合适。

一正如您看到的那样,枚举的规则相当严格。实际上,枚举更常被用来定义相关的符号常量,而不是新
类型,例如,可以用枚举来定义switch句中使用的符号常量(有关示例见第6章)。如果打算只使用常
量,而不创建枚举类型的变量,则可以省略枚举类型的名称,如下面的例子所示:

enum{red,orange,yellow,green,blue,violet,indigo,ultraviolet};

设置枚举量的值

可以使用赋值运算符来显式地设置枚举量的值:

enum bits{one=1,two=2,four=4,eight=8};

指定的值必须是整数。也可以只显式地定义其中一些枚举量的值:

enum bigstep{first,second=100,third};

这里,first在默认情况下为0。后面没有被初始化的枚举量的值将比其前而的枚举量大因此,third
的值为101。
最后,可以创建多个值相同的枚举量:

enum{zero,null=0,one,numero_uno=1};

其中,zero和null都为0,one和umero-uno都为1。在C++早期的版本中,只能将int值(或提升为
int的值)赋给枚举量,但这种限制取消了,因此可以使用long甚至long long类型的值。

枚举的取值范围

最初,对于枚举来说,只有声明中指出的那些值是有效的。然而,C++现在通过强制类型转换,增加了
可赋给枚举变量的合法值。每个枚举都有取值范围(range),通过强制类型转换,可以将取值范围中的任
何整数值赋给枚举变量,即使这个偵不是枚举值。例如,假设.bits和myflag的定义如下:

enum bits{one=1,two=1,four=4,eight=8}; bits myflag;

则下面的代码将是合法的:

myflag=bits(6);//valid,because of is in biits range

其中6不是枚举值,但它位于枚举定义的取值范围内。

取值范围的定义如下。首先,一要找出上限,需要知道枚举量的最大值。找到大于这个最大值的、最小
的2的幂,将它减去1,得到的便是取值范围的上限。例如,前面定义的bigstep的最大值枚举值是101。
在2的幂中,比这个数大的最小值为128,因此取值范围的上限为127。要计算下限,需要知道枚举量的最
小值。如果它不小于0,则取值范围的下限为0;否则,采用与寻找上限方式相同的方式,但加上负号。例
如,如果最小的枚举量为-6,而比它小的、最大的2的幂是-8(加上负号),时此下为-7。

选择用多少空间来存储枚举由编译器决定。对于取值范围较小的枚举,使用一个字节或更少的空间:
而对于包含long类型值的枚举,则使用4个字节。

C++11扩展了枚举,增斯了作用域内枚举(scoped enumeration),第IO一章的“类作用域”一节将简要
地介绍这种枚举。

版权声明: 本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系邮箱:809451989@qq.com进行投诉反馈,一经查实,立即删除!
网站建设 2026/5/12 0:10:09

揭秘Docker-LangGraph Agent配置难题:3步实现自动化智能体集群搭建

第一章&#xff1a;Docker-LangGraph Agent配置难题全景解析在构建基于LangGraph的智能代理系统时&#xff0c;Docker环境下的配置复杂性常成为开发者的首要挑战。网络隔离、依赖版本冲突以及运行时权限限制等问题交织&#xff0c;导致Agent无法正常初始化或通信失败。常见配置…

作者头像 李华
网站建设 2026/5/14 1:58:00

EmotiVoice在心理陪伴机器人中的应用设想

EmotiVoice在心理陪伴机器人中的应用设想 如今&#xff0c;越来越多的人开始向AI倾诉心事——孤独的老人、焦虑的年轻人、失眠的夜班工作者……他们需要的不只是信息反馈&#xff0c;更渴望被“听见”、被理解。而在这个过程中&#xff0c;声音成了最直接的情感载体。冰冷机械…

作者头像 李华
网站建设 2026/5/19 13:17:21

【云原生Agent高可用实战】:Docker故障转移的5大核心策略与避坑指南

第一章&#xff1a;云原生Agent高可用的核心挑战 在云原生架构中&#xff0c;Agent作为连接控制平面与数据平面的关键组件&#xff0c;承担着日志采集、指标上报、配置同步等核心职责。其高可用性直接影响系统的可观测性与稳定性。然而&#xff0c;在动态调度、网络分区和资源竞…

作者头像 李华
网站建设 2026/5/9 15:42:07

React2Shell漏洞全球肆虐:日本成靶心,Linux后门暗袭7.7万IP

2025年12月&#xff0c;一场由React2Shell漏洞&#xff08;CVE-2025-55182&#xff09;引发的网络攻击海啸席卷全球。作为CVSS评分满格的顶级高危远程代码执行漏洞&#xff0c;它无需身份验证即可通过单条HTTP请求突破服务器&#xff0c;已被黑客组织广泛用于部署多款隐蔽性极强…

作者头像 李华
网站建设 2026/5/19 1:12:43

双剑合璧:JWT与Google Authenticator构建下一代身份认证安全架构

引言&#xff1a;身份认证进入“多维度防御”时代 在数字化浪潮下&#xff0c;分布式系统、云原生架构、IoT设备的普及&#xff0c;让身份认证从“单一密码验证”走向“多维度安全防御”。传统密码认证易受暴力破解、钓鱼攻击、数据泄露等威胁&#xff0c;而单纯的授权令牌又难…

作者头像 李华
网站建设 2026/5/19 9:39:57

东风奕派改名易,改命难?汪俊君的艰难征程

【文/深度评车&财经三剑客】在汽车行业的汹涌浪潮中&#xff0c;东风奕派汽车科技有限公司的诞生本应是一艘承载着希望与梦想的新船&#xff0c;然而半年过去&#xff0c;这艘船却在市场的风浪中摇摇欲坠&#xff0c;汪俊君这位年轻的掌舵人&#xff0c;正面临着前所未有的…

作者头像 李华