关于枚举字节大小的细节

前言

​ 这个问题是我在移植一段代码从linux到window上的vs上发现的，之前并没有注意到枚举大小这个细节，在测试和思考为什么的过程感觉挺有意思，于是记录下来。首先由于需要对协议的进行协议，所以我在单片机上实现一个结构体来对接受的数组进行解析。具体实现如下：

​

typedef enum
{
    READ = 0X00,
    WRITE= 0X01
}wrdir_e;

typedef enum 
{
    MCU2PC = 0X00,
    PC2MCU = 0X01
}send_e;

typedef struct __msg
{
    uint8_t stx;
    uint8_t len;
    union 
    {
        uint8_t flag;
        struct 
        {
            wrdir_e wrdir: 1;
            send_e  dir  : 1;
            uint8_t rsv  : 6;
        };
    };
    int16_t crc;
}msg_t;

int main(void)
{
    uint8_t test_arr[] = {0x5a, 0x23, 0x11, 0x23, 0x64};
    msg_t *pdata = (msg_t*)test_arr;
    printf("msg frame header is %x\r\n", pdata->stx);
    printf("msg payload length is %x\r\n", pdata->len);
    printf("msg wridir is %x\r\n", pdata->wrdir);
    printf("msg dir is %x\r\n", pdata->dir);
    printf("msg rsv is %x\r\n", pdata->rsv);
    printf("msg crc is %x\r\n", pdata->crc);

    printf("test code \r\n");
    printf("sizeof msg_t is %d\r\n", sizeof(msg_t));
    return 0;    
}

​ 这句代码是为将串口接受的到数据根据协议进行解析，串口的数据接收到数组中进行缓存，由于数据的格式是连续，如果使用结构体进行解析可以提高代码的可读性和可操作性。但是前提是结构的内部空间需要连续。但是在结构体中使用枚举类型，这就需要知道枚举类型占用几个字节。

​ 通过对代码的运行结果说明编译器定义的枚举类型是4个字节。

枚举字节

我在网上查到这个说明，这句话说明枚举类型完全取决为编译器。

​ 标准C并没有明确规定枚举类型占用空间的大小，标准中只是说“枚举类型的尺寸是以能够容纳最大枚举子的值的整数的尺寸”，同时标准中也说明了：“枚举类型中的枚举子的值必须要能够用一个int类型表述”，也就是说，枚举类型的尺寸不能够超过int类型的尺寸，但是是不是必须和int类型具有相同的尺寸呢？上面的标准已经说得很清楚了，只要能够容纳最大的枚举子的值的整数就可以了，那么就是说可以是char、short和int。”不同的C编译器，对enum类型的大小作了不同的定义，而程序员是不能认为的修改枚举类型占用空间的。

​ 但是我们真的没有办法进行枚举类型的定义，比如我只有两个枚举量如我的代码wrdir_e这个枚举类型只需要两个，但是编译器开辟4个字节这明显不太合适，并且我们协议定义的大小就一个字节，这样就无法直接进行强制转换结构实现解包的功能。

​ 所以这里我就研究是否存在方法可以设置枚举类型的大小。

​ 通过研究我发现如果要设置枚举类型为1一个字节，那么我需要使用gcc -fshort-enums 这个命令对.c文件进行编译.编译后我们实现了枚举的字节一个字节

扩展思考

​ 对于不同的编译器的，我们实现枚举类型的字节大小是不确定，通过测试我们在ARM编译器到windows系统的是字节是不一致的.所以enum长度不确定会带来可移植性问题，如果第三方库API接口使用enum类型，编译和调用库时一旦有关enum长度的编译器设置不一致，API接口层对数值的解析就不匹配。比如上层应用编译时没有用-fshort-enums，默认用4字节空间来存储使用enum变量，而编译库时设置了fshort-enums，则库内部此enum size可能为1。当把enum变量地址传进API时，内部只修改变量最低字节，高3字节值无变化（内容随机），API返回时，上层使用的4字节enum变量值就可能随机,（潜规则篇之API接口）

​ 所以这样可以得到一个结论:

内部代码使用enum类型优于define，但对外API接口尽量避免用enum型。