C语言枚举类型

在实际编程中，有些数据的取值往往是有限的，只能是非常少量的整数，并且最好为每个值都取一个名字，以方便在后续代码中使用，比如一个星期只有七天，一年只有十二个月，一个班每周有六门课程等。

以每周七天为例，我们可以使用#define命令来给每天指定一个名字：

#include <stdio.h>

#define Mon 1
#define Tues 2
#define Wed 3
#define Thurs 4
#define Fri 5
#define Sat 6
#define Sun 7

int main(){
    int day;
    scanf("%d", &day);
    switch(day){
        case Mon: puts("Monday"); break;
        case Tues: puts("Tuesday"); break;
        case Wed: puts("Wednesday"); break;
        case Thurs: puts("Thursday"); break;
        case Fri: puts("Friday"); break;
        case Sat: puts("Saturday"); break;
        case Sun: puts("Sunday"); break;
        default: puts("Error!");
    }
    return 0;
}

运行结果：
5
Friday

#define命令虽然能解决问题，但也带来了不小的副作用，导致宏名过多，代码松散，看起来总有点不舒服。C语言提供了一种枚举（Enum）类型，能够列出所有可能的取值，并给它们取一个名字。

枚举类型的定义形式为：

enum typeName{ valueName1, valueName2, valueName3, ...... };

enum是一个新的关键字，专门用来定义枚举类型，这也是它在C语言中的唯一用途；typeName是枚举类型的名字；valueName1, valueName2, valueName3, ......是每个值对应的名字的列表。注意最后的;不能少。

例如，列出一个星期有几天：

enum week{ Mon, Tues, Wed, Thurs, Fri, Sat, Sun };

可以看到，我们仅仅给出了名字，却没有给出名字对应的值，这是因为枚举值默认从 0 开始，往后逐个加 1（递增）；也就是说，week 中的 Mon、Tues ...... Sun 对应的值分别为 0、1 ...... 6。

我们也可以给每个名字都指定一个值：

enum week{ Mon = 1, Tues = 2, Wed = 3, Thurs = 4, Fri = 5, Sat = 6, Sun = 7 };

更为简单的方法是只给第一个名字指定值：

enum week{ Mon = 1, Tues, Wed, Thurs, Fri, Sat, Sun };

这样枚举值就从 1 开始递增，跟上面的写法是等效的。

枚举是一种类型，通过它可以定义枚举变量：

enum week a, b, c;

也可以在定义枚举类型的同时定义变量：

enum week{ Mon = 1, Tues, Wed, Thurs, Fri, Sat, Sun } a, b, c;

有了枚举变量，就可以把列表中的值赋给它：

enum week{ Mon = 1, Tues, Wed, Thurs, Fri, Sat, Sun };
enum week a = Mon, b = Wed, c = Sat;

或者：

enum week{ Mon = 1, Tues, Wed, Thurs, Fri, Sat, Sun } a = Mon, b = Wed, c = Sat;

【示例】判断用户输入的是星期几。

#include <stdio.h>

int main(){
    enum week{ Mon = 1, Tues, Wed, Thurs, Fri, Sat, Sun } day;
    scanf("%d", &day);
    switch(day){
        case Mon: puts("Monday"); break;
        case Tues: puts("Tuesday"); break;
        case Wed: puts("Wednesday"); break;
        case Thurs: puts("Thursday"); break;
        case Fri: puts("Friday"); break;
        case Sat: puts("Saturday"); break;
        case Sun: puts("Sunday"); break;
        default: puts("Error!");
    }
    return 0;
}

运行结果：
4
Thursday

需要注意的两点是：
1) 枚举列表中的 Mon、Tues、Wed 这些标识符的作用范围是全局的（严格来说是 main() 函数内部），不能再定义与它们名字相同的变量。

2) Mon、Tues、Wed 等都是常量，不能对它们赋值，只能将它们的值赋给其他的变量。

枚举和宏其实非常类似：宏在预处理阶段将名字替换成对应的值，枚举在编译阶段将名字替换成对应的值。我们可以将枚举理解为编译阶段的宏。

对于上面的代码，在编译的某个时刻会变成类似下面的样子：

#include <stdio.h>

int main(){
    enum week{ Mon = 1, Tues, Wed, Thurs, Fri, Sat, Sun } day;
    scanf("%d", &day);
    switch(day){
        case 1: puts("Monday"); break;
        case 2: puts("Tuesday"); break;
        case 3: puts("Wednesday"); break;
        case 4: puts("Thursday"); break;
        case 5: puts("Friday"); break;
        case 6: puts("Saturday"); break;
        case 7: puts("Sunday"); break;
        default: puts("Error!");
    }
    return 0;
}

Mon、Tues、Wed 这些名字都被替换成了对应的数字。这意味着，Mon、Tues、Wed 等都不是变量，它们不占用数据区（常量区、全局数据区、栈区和堆区）的内存，而是直接被编译到命令里面，放到代码区，所以不能用&取得它们的地址。这就是枚举的本质。

关于程序在内存中的分区以及各个分区的作用，我们将在《C语言内存精讲》专题中的《Linux下C语言程序的内存布局（内存模型）》一节中详细讲解。

我们在《C语言switch case语句》一节中讲过，case 关键字后面必须是一个整数，或者是结果为整数的表达式，但不能包含任何变量，正是由于 Mon、Tues、Wed 这些名字最终会被替换成一个整数，所以它们才能放在 case 后面。

枚举类型变量需要存放的是一个整数，我猜测它的长度和 int 应该相同，下面来验证一下：

#include <stdio.h>

int main(){
    enum week{ Mon = 1, Tues, Wed, Thurs, Fri, Sat, Sun } day = Mon;
    printf("%d, %d, %d, %d, %d\n", sizeof(enum week), sizeof(day), sizeof(Mon), sizeof(Wed), sizeof(int) );
    return 0;
}

运行结果：
4, 4, 4, 4, 4