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C语言枚举类型

jockchou
 jockchou
发布于 2015/06/10 19:15
字数 1777
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C语言枚举类型


在讲枚举之前,我们先来看一个案例,它能帮助我们更好的理解C设计枚举的意图。假设我们在程序中要分别表示星期一到星期天这一周,也许我们可以这样做:

#include<stdio.h>
#include<string.h>

#define	MON	1
#define	TUE	2
#define	WED	3
#define	THU	4
#define	FRI	5
#define	SAT	6
#define	SUN	7

void printf_today(int day);

int main(void) {
	
	int today = FRI;
	printf_today(today);
	
	return 0;
}

void printf_today(int day) {
	char today[10];
	
	switch(day) {
		case MON:
			strcpy(today, "monday");
			break;
			
		case TUE:
			strcpy(today, "tuesday");
			break;
			
		case WED:
			strcpy(today, "wednesday");
			break;
			
		case THU:
			strcpy(today, "thursday");
			break;
			
		case FRI:
			strcpy(today, "friday");
			break;
			
		case SAT:
			strcpy(today, "saturday");
			break;
		
		case SUN:
			strcpy(today, "sunday");
			break;
		
		default:
			strcpy(today, "unknowday");
	}
	
	printf("today is %s\n", today);
}

上例程序用来打印今天是星期几,定义一系列的宏的好处是,即使把星期对应的数值改掉,也不用修改printf_today()函数中的代码。也就是说,你以后可以把宏定义改成这样:

#define	SUN	0
#define	MON	1
#define	TUE	2
#define	WED	3
#define	THU	4
#define	FRI	5
#define	SAT	6

无论怎么修改宏定义,都不会影响以上程序的功能。但是也有一个缺点,需要定义好多个宏才能完成工作。C语言定义一种新的数据类型,希望它能完成同样的工作,这种新的数据类型叫枚举型。

我们先来看枚举是如何改善以上程序的:

#include<stdio.h>
#include<string.h>

enum days {SUN, MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT};

void printf_today(int day);

int main(void) {
	
	int today = FRI;
	printf_today(today);
	
	return 0;
}

void printf_today(int day) {
	/*...省略...*/
}

以上程序只是简单地把宏定义换成enum days {SUN, MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT};枚举定义,运行结果仍然是一样的。从以上程序我们可以看出枚举类型中的成员是一些命名的整型常量。

枚举的概念

枚举是一种自定义的数据类型,它用来存储一系列命名整型常量的值,可以通过成员名字来引用这些值,这些值默认是signed int类型。 虽然枚举能表示一系列的整型常量,但是每次只能使用其中一个具体的常量值。也就是说一个枚举变量的值只能是枚举中的一个命名常量的值。从这个角度理解,枚举更像是定义了一种取值范围有限的整型。

定义枚举类型

下面的代码定义一种枚举类型:

#include<stdio.h>

enum fruit {grape, cherry, lemon, kiwi};

int main(void) {
	
	printf("grape  = %d\n", grape);
	printf("cherry = %d\n", cherry);
	printf("lemon  = %d\n", lemon);
	printf("kiwi   = %d\n", kiwi);
	
	return 0;
}

输出结果:

grape  = 0
cherry = 1
lemon  = 2
kiwi   = 3

上例定了一个枚举fruit,它包含四个整型常量值,grape, cherry, lemon, kiwi。从输出结果可以看出它们的值依次是0,1,2,3。修改上例程序:

#include<stdio.h>

enum fruit {grape, cherry, lemon, kiwi};
enum more_fruit {banana = -17, apple, blueberry, mango};

int main(void) {
	
	printf("grape  = %d\n", grape);
	printf("cherry = %d\n", cherry);
	printf("lemon  = %d\n", lemon);
	printf("kiwi   = %d\n", kiwi);
	
	printf("\n");

	printf("banana     = %d\n", banana);
	printf("apple      = %d\n", apple);
	printf("blueberry  = %d\n", blueberry);
	printf("mango      = %d\n", mango);
	
	return 0;
}

输出结果:

grape  = 0
cherry = 1
lemon  = 2
kiwi   = 3

banana     = -17
apple      = -16
blueberry  = -15
mango      = -14

从以上两例可以看出,枚举中值默认是从0开始的,后一个值在前一个基础上自动加1,你也可以手动指定其中某一个量的值。再次修改程序:

#include<stdio.h>

enum fruit {grape, cherry, lemon, kiwi};
enum more_fruit {banana = -17, apple, blueberry, mango};
enum yet_more_fruit {kumquat, raspberry, peach, plum = peach + 2};
						  
int main(void) {
	
	printf("grape  = %d\n", grape);
	printf("cherry = %d\n", cherry);
	printf("lemon  = %d\n", lemon);
	printf("kiwi   = %d\n", kiwi);
	
	printf("\n");
	
	printf("banana     = %d\n", banana);
	printf("apple      = %d\n", apple);
	printf("blueberry  = %d\n", blueberry);
	printf("mango      = %d\n", mango);
	
	
	printf("\n");
	
	printf("kumquat		= %d\n", kumquat);
	printf("raspberry	= %d\n", raspberry);
	printf("peach		= %d\n", peach);
	printf("plum		= %d\n", plum);
	
	return 0;
}

输出结果:

grape  = 0
cherry = 1
lemon  = 2
kiwi   = 3

banana     = -17
apple      = -16
blueberry  = -15
mango      = -14

kumquat         = 0
raspberry       = 1
peach           = 2
plum            = 4

上例说明,枚举定义中一个枚举成员值可以引用另一个,正确的讲应该是后面的可以引用前面的。

声明枚举变量

定义枚举类型后,你可以声明一个枚举类型的变量。下面的例子声明了一个枚举变量,枚举类型的定义和变量的声明可以在一个语句中完成:

/*定义类型同时声明变量*/
enum fruit {banana, apple, blueberry, mango} my_fruit;

/*定义类型*/
enum fruit {banana, apple, blueberry, mango};
/*声明变量*/
enum fruit my_fruit;

虽然在前面我们讲枚举实际上取值范围有限的整型,但这只是C语言推荐的一种类型,它并不会检查枚举类型变量的取值是否是枚举中定义过的值。C语言把这些检查交给程序员去做,这也体验了C高性能的设计决策。如下例所示:

#include<stdio.h>

enum fruit {grape, cherry, lemon, kiwi};
						  
int main(void) {
	
	enum fruit myf = cherry;
	
	myf = 30;
	
	printf("myf = %d\n", myf);
	
	return 0;
}
/* 输出结果: myf = 30 */

这样我们就能看到C语言枚举类型的本质就是一个整型,枚举成员只是为了更好的辅助编程,提高可读性和拓展性。枚举成员就是一系列的命名整型常量。它们的值是只读的,不能被修改。另外,在switch语句中使用枚举对编译器比较友好,如果你忘掉在switch中处理一些枚举成员的分支,有的编译器会给你一个警告信息。

你还可以使用typedef来定义枚举类型的别名:

#include<stdio.h>
#include<string.h>

typedef enum { 
	SUN, 
	MON,
	TUE,
	WED,
	THU,
	FRI,
	SAT
} days;

void printf_today(int day);

int main(void) {

    days today = FRI;
    printf_today(today);

    return 0;
}

void printf_today(int day) {
	/*...省略...*/
}

聪明的你,可以再看看下面的程序,或许能得到一些启发:

#include<stdio.h>

typedef enum { FALSE, TRUE, false = 0, true } boolean;

void printf_bool(boolean b) {
	if (b)
		printf("b = %4d, boolean val is TRUE\n", b);
	else
		printf("b = %4d, boolean val is FALSE\n", b);
	
}

int main(void) {

    boolean b = TRUE;
	printf_bool(b);
	
	b = FALSE;
	printf_bool(b);
	
	b = -100;
    printf_bool(b);
	
	b = 0;
	printf_bool(b);
	
	b = 0.0;
	printf_bool(b);
	
	b = false;
	printf_bool(b);
	
	b = true;
	printf_bool(b);
	
    return 0;
}

上面的程序通过枚举的形式实现了boolean类型,但是它有一个坑,当作条件判断时,如果使用if (b == TRUE)这种语法,会跟意想的有错误。因为TRUE在上面程序员被定义成值为1的常量。b = 100当然不会==1啦。但b == 100关系表达式的值确为真。因为本质是整数,两个为真的整数 == 比较的结果不一定为真,所以应该写成if (b)即可。如下:

#include<stdio.h>

typedef enum { FALSE, TRUE, false = 0, true } boolean;

void printf_bool(boolean b) {
	if (b)
		printf("b = %4d, boolean val is TRUE\n", b);
	else
		printf("b = %4d, boolean val is FALSE\n", b);
	
}

int main(void) {

    boolean b;
	printf_bool(b);
	
	b = -100;
    printf_bool(b);
	
	/* 应该写成if (b) */
	if (b == TRUE) {
		printf("b is TRUE\n");
	} else {
		printf("b is FALSE\n");
	}
	
    return 0;
}

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