1.6　結構體、公用體、枚舉

1.6.1　結構體、共用體、枚舉的概念

1.結構體的聲明方法

結構體的聲明方法如下所示：

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struct 結構名{
    數據類型 成員名;
    數據類型 成員名;
    ...
};

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成員表由若干成員組成，每個成員都是該結構的一個組成部分，對每個成員也必須做類型聲明。例1.11說明了結構體的使用方法。

【例1.11】　結構體使用范例。

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#include<iostream>
#include<string.h>
using namespace std;
struct student{               // 聲明一個結構體類型student
    int num;
    char name[20];
    int age;
};                         // 最后有一個分號
int main(){
    struct student stu1;          // 定義一個student類型的變量stu1
    student stu2;               // 定義時也可以不用struct
    stu1.num=1;               // 單獨對st1的num元素賦值
    char temp[20]="Xiao ming";
    strncpy(stu1.name,temp,strlen(temp));
    stu1.age=10;
    cout<<stu1.num<<" "<<stu1.name<<" "<<stu1.age<<endl;
    student *stu3=&stu1;          // stu3是結構體的指針，指向stu1
    (*stu3).num=2;          // stu1的num值被修改成了2;
    cout<<stu1.num<<" "<<stu1.name<<" "<<stu1.age<<endl;
    return 0;
}

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程序的執行結果是：

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1 Xiao ming 10
2 Xiao ming 10

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例1.11中聲明了一個結構體類型student，定義了兩個student類型的變量stu1和stu2，分別用了兩種定義方法，分別是前面有struct關鍵字和沒有struct關鍵字。這兩種定義方法都是可以的，顯然沒struct關鍵字的使用更為方便。

引用結構體變量中成員的一般方式為：

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結構體變量名.成員名

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例1.11中，stu1.num表示結構體變量stu1中的成員數量的值。

指針也可以應用于結構體，例1.11中stu3就是一個結構體變量，指向stu1。

2.共用體

共用體，用關鍵字union來定義，它是一種特殊的類。在一個共用體里可以定義多種不同的數據類型，這些數據共享一段內存，在不同的時間里保存不同的數據類型和長度的變量，以達到節省空間的目的。但同一時間只能儲存其中一個成員變量的值。

共用體的聲明方式為：

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union 共用體類型名{
    數據類型 成員名;
    數據類型 成員名;
    ...
}變量名;

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可以使用union判斷系統是big endian（大端）還是little endian（小端）。

【例1.12】　判斷系統是big endian還是little endian。

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#include<iostream>
using namespace std;
union TEST{
    short a;
    char b[sizeof(short)];
};
int main(){
    TEST test;
    test.a=0x0102;// 不能引用共用體變量，只能引用共用體變量中的成員。
    if(test.b[0]==0x01&&test.b[1]==0x02){
        cout<<"big endian."<<endl;
    }
    else if(test.b[0]==0x02&&test.b[1]==0x01){
        cout<<"small endian."<<endl;
    }
    else{
        cout<<"unknown"<<endl;
    }
    return 0;
}

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程序的執行結果是：

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small endian.

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其中，big endian是指低地址存放最高有效字節，little endian則是低地址存放最低有效字節。如果將0x1234abcd寫入0x0000開始的內存中，則結果如表1-2所示。

表1-2展示了0x1234abcd分別在big endian的系統和在little endian的系統上的內存地址是怎么樣分布的。例如0x0000是1Byte的存儲單元，0x12單元一共占了8bit，也就是1byte，即占用了1Byte。

目前，幾乎所有網絡協議都是采用big endian的方式來傳輸數據的，當兩臺采用不同字節序的主機通信時，在發送數據之前都必須經過字節序的轉換成為網絡字節序（big endian）后再進行傳播。

3.枚舉

在實際問題中，有些變量的取值被限定在一個有限的范圍內。例如，一個星期只有7天，一年只有12個月，一個班每周有6門課程等。如果把這些量說明為整型，字符型或其他類型顯然是不妥當的。為此，C語言提供了一種稱為“枚舉”的類型，枚舉類型在C++中也同樣適用。在“枚舉”類型的定義中列舉出所有可能的取值，用來說明該“枚舉”類型的變量取值不能超過定義的范圍。應該說明的是，枚舉類型是一種基本數據類型，而不是一種構造類型，因為它不能再分解為任何其他基本類型。

枚舉的聲明方式為：

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enum 枚舉類型名{枚舉常量表列};

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如同結構和共用體一樣，枚舉變量也可用不同的方式說明，即先定義后說明，同時定義說明或直接說明。

設有變量a，b，c是枚舉類型weekday，可采用下述任一種方式：

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enum weekday{ sun,mou,tue,wed,thu,fri,sat };
enum weekday a,b,c;

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或者為：

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enum weekday{ sun,mou,tue,wed,thu,fri,sat }a,b,c;

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或者為：

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enum { sun,mou,tue,wed,thu,fri,sat }a,b,c;

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枚舉值是常量，不是變量。不能在程序中用賦值語句再對它賦值。

例如對枚舉weekday的元素再作以下賦值，都是錯誤的：

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sun=5;
mon=2;
sun=mon;

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只能把枚舉值賦予枚舉變量，不能把元素的數值直接賦予枚舉變量，如下面的語句是正確的：

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a=sum;
b=mon;

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而下面的語句則是錯誤的：

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a=0;
b=1;

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如一定要把數值賦予枚舉變量，則必須用強制類型轉換，如：

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a=(enum weekday)2;

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其意義是將順序號為2的枚舉元素賦予枚舉變量a，相當于：

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a=tue;

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還應該說明的是枚舉元素不是字符常量也不是字符串常量，使用時不要加單、雙引號。

【例1.13】　enum使用范例。

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#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
    enum weather{sunny,cloudy,rainy,windy};
    /*其中sunny=0,cloudy=1,rainy=2,windy=3,
    默認地，第一個枚舉子被賦值為0*/
    enum fruits{apple=3,orange,banana=7,bear};
    /*也可以顯式地賦值，接下來的枚舉子取值是前面一個枚舉子的取值+1，即orange=4，bear=8*/
    cout<<orange<<endl;
    enum big_cities{guangzhou=1,shenzhen=3, eijing=1,shanghai=2};
    /*同一枚舉中的枚舉子的取值不需要是唯一的*/
    return 0;
}

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程序的執行結果是：

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4

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例1.13中定義了3個枚舉類型：weather、fruits和big_cities，其中weather中的枚舉子都被顯式地賦值了，fruits中的枚舉子只賦值了其中幾個，沒顯式賦值的則是前面一個枚舉子的取值+1。同一枚舉類型中的枚舉子的取值不需要是唯一的，可以相同。