C语言的联合（union）与枚举（enum）

联合（union）

联合（union）在许多其他语言中被称为变体记录（variant record）。它的外表与结构体相似，但在内存布局上存在关键性的区别。在结构体中，每个成员依次存储，而在联合中，所有的成员都从偏移地址零开始存储。这样，每个成员的位置都重叠在一起；在某一时刻，只有一个成员真正存储于该地址。

联合既有一些优点，也有一些缺点。它的缺点就是那些所谓的优点其实并不怎么出色。联合的优点是它的外观同结构体一样，只是用关键字union取代了关键字struct。所以，如果你对结构体的一切都已了如指掌，基本上也就掌握了联合。联合的一般形式如下：

union 联合标签（可选）{
  类型1 标识符1；
  类型2 标识符2；
  ...
  类型N 标识符N;
}变量定义（可选）;

联合一般是作为大型结构的一部分存在的。在有些大型结构中，存在一些与实际表示的数据类型有关的隐式或显式的信息。如果存储数据时是一种类型，但在提取该数据时却成了另外一种类型，这显然存在着明显的类型不安全性。在Ada语言中，所有不同类型的字段都显式的存储于记录中，这就避免了这个问题。C语言则含糊的多，让程序员自己去回忆放在那儿的究竟是什么东西。

联合一般用来节省空间，因为有些数据项是不可能同时出现的，如果同时存储它们，显然颇为浪费。例如，如果我们要存储一些关于动物种类的信息，首先想到的方法可能是：

struct creature{
  char has_backbone;
  char has_fur;
  short num_of_legs_in_excess_of_4;
};

但是，我们知道，所有的动物要么是脊椎动物，要么是无脊椎动物。进而，我们还知道只有脊椎动物才可能有毛皮，只有无脊椎动物才可能有多于4条的腿。没有一种动物既有毛皮又有超过4条的腿。这样，可以通过把两个互相排斥的字段存储于一个联合中来节省空间：

union secondary_characteristics{
  char has_fur;
  short num_of_legs_in_excess_of_4;
};
struct creature{
  char has_backbone;
  union secondary_characteristics form;
};

我们通常采取这种方式来节省备用的存储空间。如果我们有一个数据文件，里面存储了20000000个动物，使用这种方法，可以节省大约20MB的磁盘空间。

然而，联合还有其他用途，联合也可以把同一个数据解释成两种不同的东西，而不是把两个不同的数据解释为一个东西。该用法例子如下：

union bits32_tag{
  int whole; //一个32位的值
  struct { char c0, c1, c2, c3;} bytes; //4个8位的字节
} value；

这个联合允许程序员提取整个32位值（作为 int）,也可以提取单独的字节字段如value.bytes.c0等。采用其他的方法也能达到这个目的，但联合不需要额外的赋值或强制类型转换。

在实际工作中，结构体的使用比联合多得多。

枚举（enum）

枚举（enum）通过一种简单的途径，把一串名字与一串整型值联系在一起。对于像C这样的弱类型语言而言，很少有什么事只能靠枚举而不能用#define来解决的。枚举的一般形式：

enum 可选标签 {内容...} 可选变量定义；

其中的“内容…”是把一些标识符的列表，可能有一些整型值赋给它们。下面是一个枚举实例：

enum sizes { small = 7, medium, large = 10, humungous };

缺省情况下，整型值从0开始。如果对列表中的某个标识符进行了赋值，那么紧接其后的那个标识符的值就比所赋的值大1，然后类推。枚举具有一个优点：#define 定义的名字一般在编译时被丢弃，而枚举名字则通常一直在调试器中可见，可以在调试代码时使用它们。