C 语言 Struct 和 Enum 的区别

2025年5月11日 | 阅读 7 分钟

C 语言是一门功能强大且用途广泛的编程语言，它为开发人员提供了各种高效组织代码的工具。在 C 语言中，结构体 (struct) 和枚举 (enum) 是两个基本元素，它们在组织和管理数据方面起着至关重要的作用。在本文中，我们将讨论 C 语言中 结构体 和枚举之间的区别。在讨论它们的区别之前，我们必须了解 C 语言中的结构体和枚举，包括它们的语法和示例。

C 语言中的结构体 (Struct) 是什么？

结构体 (struct)，是 "structure" 的缩写，它允许开发人员创建一种复合数据类型，将不同数据类型的变量组合在一个名称下。这种在结构体中组合变量的方式能够创建更复杂的数据结构。

组合 (Composition)
- 结构体有助于将不同的数据类型组合成一个单一的实体。
- 例如，在处理几何图形的程序中，可以创建一个结构体来表示二维空间中的一个点，其中包含 x 和 y 坐标的变量。
内存分配
- 结构体的内存分配基于其各个成员大小的总和。
- 结构体的大小由其成员大小的总和以及为对齐而添加的任何填充决定。
访问成员
- 使用点 (.) 运算符访问结构体成员。
- 例如，如果我们有一个表示汽车的结构体，其中包含 model、year 和 price 等成员，我们可以使用 car.model、car.year 和 car.price 来访问这些成员。

语法

它具有以下语法：

struct structure_name {
  type member1;
  type member2;
  type member3;
  ...
};

示例

让我们通过一个例子来说明 C 语言中的结构体。

#include <stdio.h>

// Define a struct named 'Person.'
struct Person {
    char name[50];
    int age;
};

int main() {
    // Declare a variable of type 'struct Person'
    struct Person person1;

    // Assign values to the members of the struct
    strcpy(person1.name, "John");
    person1.age = 25;

    // Print the values
    printf("Person's name: %s\n", person1.name);
    printf("Person's age: %d\n", person1.age);

    return 0;
}  

输出

Person's name: John
Person's age: 25

C 语言中的枚举 (Enum) 是什么？

枚举 (enum)，是 "enumeration" 的缩写，它提供了一种创建命名整数常量的方法，这使得代码更具可读性并能自我说明。

命名常量
- 枚举允许开发人员定义命名常量，从而提高代码的可读性并降低出错的可能性。
- 例如，与其使用数值来表示一周中的某一天，不如使用枚举来定义星期一、星期二等。
默认值
- 枚举默认情况下会自动为每个元素分配整数值，从 0 开始。
- 开发人员可以显式地为枚举元素赋值，或者由编译器按顺序赋值。
作用域和可访问性
- 枚举通常在全局作用域内定义。
- 枚举常量在整个程序中都可访问，从而无需在代码的不同部分重新定义常量，提供了一种方便的使用方式。

语法

它具有以下语法：

enum enum_name {
  enum_value1,
  enum_value2,
  enum_value3,
   ...
};

示例

让我们通过一个例子来说明 C 语言中的枚举。

#include <stdio.h>

// Define an enumeration named 'Color'
enum Color {
    RED,
    GREEN,
    BLUE
};

int main() {
    // Declare a variable of type 'enum Color'
    enum Color selectedColor;

    // Assign a value to the variable
    selectedColor = GREEN;

    // Switch statement using the enum values
    switch (selectedColor) {
        case RED:
            printf("Selected color: Red\n");
            break;
        case GREEN:
            printf("Selected color: Green\n");
            break;
        case BLUE:
            printf("Selected color: Blue\n");
            break;
        default:
            printf("Invalid color\n");
    }

    return 0;
}

输出

 
Selected color: Green

C 语言中结构体和枚举的比较

C 语言中的结构体和枚举之间存在一些区别。主要区别如下：

数据组织
- 结构体非常适合将不同的数据类型分组到一个单一的实体中，提供了一种组织和管理相关信息的方式。
- 枚举适用于定义一组命名常量，这可以提高代码的可读性和可维护性。
内存分配
- 结构体的内存分配基于其各个成员的大小。
- 枚举作为命名常量集合，除了底层整数所需内存外，不分配额外内存。
用例
- 结构体通常用于表示具有多个属性的对象等复杂数据结构。
- 当需要一组相关的命名常量时，可以使用枚举，例如一周中的几天、错误代码或菜单选项。
访问机制
- 使用点 (.) 运算符访问结构体成员。
- 枚举通过引用枚举类型后跟常量名来使用，例如 DaysOfWeek.Monday。
结合使用结构体和枚举
- 在许多实际场景中，结构体和枚举协同工作，以创建健壮且组织良好的代码。例如，考虑一个管理车队的程序。我们可以有一个结构体来表示每辆车的详细信息，包括其型号、年份和当前状态。同时，可以使用枚举来定义车辆可能处于的状态，例如“服务中”、“维修中”或“已报废”。这种组合增强了代码的清晰度和可维护性。
动态与静态性质
- 结构体本质上是动态的，允许开发人员创建具有不同数据值的实例。
- 枚举是静态的，它在编译时定义了一组固定的命名常量。
可扩展性
- 结构体可以通过添加新成员来轻松扩展，以容纳额外数据。
- 可以通过添加新的枚举常量来扩展枚举，但开发人员需要谨慎以保持向后兼容性，特别是当枚举是公共 API 的一部分时。
错误处理
- 枚举通常用于表示错误代码，这提供了一种简洁的方式来识别代码中的不同错误场景。
- 结构体可用于创建更详细的错误对象，封装有关错误的额外信息，例如错误消息或错误发生的位置。
可读性和代码意图
- 结构体通过将相关数据分组在一起，增强了代码的可读性，从而清楚地说明了不同信息之间的关系。
- 枚举通过显式命名常量，在不使用注释的情况下传达每个常量目的，从而改进了代码意图。
内存效率
- 由于填充和对齐要求，结构体可能会消耗更多内存。
- 枚举是内存效率高的，因为它们只表示命名常量而没有额外数据。
代码可维护性
- 结构体通过封装相关数据和行为来为代码可维护性做出贡献，从而促进了模块化的编程方法。
- 枚举通过提供一个集中位置来定义和管理命名常量，提高了可维护性，从而减少了代码库中不一致的可能性。
Switch 语句
- 枚举常用于 switch 语句中，这提供了一种优雅的方式来处理不同的情况。
- 结构体作为数据容器，通常不用于 switch 语句，因为它们缺乏枚举所提供的固有的离散值集。
函数参数
- 结构体经常作为函数参数传递，以封装和传输一组相关数据。
- 枚举常用于定义表示选项或模式的函数参数，从而提高了函数调用的清晰度。
序列化和反序列化
- 结构体对于序列化和反序列化等任务至关重要，在这些任务中，数据需要转换为适合存储或传输的格式。
- 枚举可能在定义正在序列化或反序列化数据的类型中发挥作用，确保过程的一致性。
类型安全
- 枚举通过将变量值限制在预定义的常量集合中，提供了类型安全级别。
- 结构体虽然强大，但需要开发人员通过适当的编码实践来强制执行类型安全。
用户定义类型
- 结构体允许开发人员创建定制的用户定义类型，以满足特定需求，从而提高代码的清晰度和可重用性。
- 枚举是一种用户定义类型，它通过用有意义的名称替换数字常量来简化代码。
调试和故障排除
- 结构体通过提供清晰的运行时检查结构来帮助调试，从而使开发人员能够有效地识别和解决问题。
- 枚举在用于表示错误代码或状态时，有助于查明问题的根源并简化故障排除过程。
代码可读性和表达力
- 结构体和枚举通过提供有意义的抽象，极大地增强了代码的可读性和表达力。
- 命名良好的结构体和枚举可以传达代码的目的和意图，使开发人员更容易理解和维护。
跨平台开发
- 结构体和枚举是促进 C 语言跨平台开发的基础结构。

它们在不同平台上的行为一致，确保了使用这些结构编写的代码具有可移植性，这是在各种环境中进行软件开发的一个关键方面。

C 语言中结构体和枚举的关键区别

下表总结了 C 语言中结构体和枚举的区别。

参数	结构体	枚举
定义	用户定义数据类型，允许将 int、double、char 等不同数据类型分组到一个名称下。	用户定义数据类型，包含命名整数常量。它有助于为常量值分配符号名称并提高代码可读性。
声明	使用 struct 关键字声明：<br>struct structure_name {<br> type member1;<br> type member2;<br>};	使用 enum 关键字声明：<br>enum enum_name {<br> VALUE1,<br> VALUE2,<br> ...<br>};
变量	变量声明如下：<br>struct structure_name var_name;	变量声明如下：<br>enum enum_name var_name;
访问	使用点运算符访问成员：<br>var_name.member	通过名称直接访问枚举常量。
内存	内存分配取决于结构体成员的类型。整个结构体占用连续的内存块。	通常占用 4 字节（可覆盖）。每个枚举常量代表一个 int 值。
常量	不包含命名整数常量。	仅包含命名整数常量。
灵活性	僵化<br>声明后，成员无法更改。	灵活<br>之后可以添加新的枚举常量。
用例	用于将异构数据组合在一起以表示现实世界对象<br>对不同类型的数据进行分组。	当需要将一组固定的名称映射到无名整数时使用<br>为数字常量分配符号名称。

结论

在 C 编程的广阔领域中，理解结构体和枚举之间的区别对于编写组织良好、可读且高效的代码至关重要。结构体提供了一种将各种数据类型封装到内聚实体中的方法，这对于表示复杂结构非常宝贵。另一方面，枚举通过引入命名常量来简化代码维护，提高代码可读性并降低出错的可能性。

知道何时使用结构体和枚举是一项需要经验的技能。在这两种结构之间取得平衡可以使代码更易于维护和理解。在我们开始 C 编程之旅时，请考虑我们数据的性质以及我们需要定义和明智地选择结构体和枚举的常量，以释放这门强大编程语言的全部潜力。

下一主题C 语言结构体填充与结构体打包的区别

C 语言 Struct 和 Enum 的区别

C 语言中的结构体 (Struct) 是什么？

语法

示例

C 语言中的枚举 (Enum) 是什么？

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C 语言中结构体和枚举的比较

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