百度地图|C语言：整合数据实现的过程百度地图

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C 语言为我们提供了高于机器指令的一定抽象能力，这使得我们能够以接近自然语言的方式来构建应用程序。如果说使用 C 语言是用砖块来造房子，那使用其他高抽象粒度编程语言，就是直接以墙面为单位来搭建。很明显，从这个角度来说， C 语言用起来不如其他高级语言方便，但它也同时给予了更细的构建粒度，让我们能够按照自己的想法，灵活自定义墙面的形态。
对于这里提到的砖块和墙面，你可以将它们简单理解为编程语言在构建程序时使用的数据类型。比如在 Python 语言中，我们可以使用集合（set）、字典（dict）等复杂数据类型。而在 Java 语言中， Map 本身又会被细分为 HashMap、LinkedHashMap、EnumMap 等多种类型，供不同应用场景使用。
为了在保持自身精简的同时也保证足够高的灵活性， C 语言在提供基本数值类型和指针类型的基础上，又为我们提供了结构（struct）、联合（union）与枚举（enum）这三种类型。结合使用这些类型，我们就能将小的“砖块”组合起来，从而将它们拼接成为更大的、具有特定功能结构的复杂构建单元。
接下来，就让我们一起看看：编译器是如何在背后实现这三种数据类型的？而在实现上，为了兼顾程序的性能要求，编译器又做了哪些特殊优化？
枚举在编程语言中，枚举（Enumeration）这种数据类型可以由程序员自行定义，用来表示某类可取值范围有限的抽象概念。
下面我们来看一个经典的例子：应该如何使用编程语言来表示 “周工作日（weekday）” 这个概念呢？
周工作日属于现实世界中的一种抽象概念，它包含周一到周五共五个有效值。不同于数值、字符等概念，它无法直接对应到物理计算机中的任何软硬件实现上。因此，为了能够在程序中更加精确地表达这类信息，我们可以用枚举来自定义对应的类型。
在 C 语言中，我们可以这样实现：

为了便于观察，我直接展示了 C 代码及其对应的汇编代码。可以看到，编译器没有为左侧红框内的枚举类型定义生成任何的机器指令。实际上，在 C 语言中，每一个自定义枚举类型中的枚举值，都是以 int 类型的方式被存储的，因此，这些枚举值有时也被称为“具名整型” 。你可以从上图右侧蓝框内的汇编代码中看到，当函数 foo 被调用时，传入的枚举值 Mon 正对应于通过 edi 寄存器传入的字面量数字 0 。也就是说，枚举值 Mon 在底层是由数字值 0 表示的。
同样地，在左侧 C 代码的第 11 行，我们也使用了泛型宏来判断枚举值 Mon 的具体类型。你可以尝试运行这段代码，并观察程序的输出结果，以验证我们的结论。
需要注意的是， C 标准直接将枚举值当作整数进行处理的这种方式，可能会导致我们在构建程序时遇到意想不到的问题。比如，对于上述这段 C 代码，函数 foo 在被调用时，实际上允许传入任何可以被隐式转换为 int 类型的值，哪怕这个值来源于另一个枚举类型的变量。因此，让枚举类型有助于组织程序代码的同时并确保它不被乱用，也是我们在构建高质量程序时需要注意的一个问题。
结构在 C 语言中，数组用来将一簇相同类型的数据存放在连续的内存段上。而结构（Struct）实际上与其类似，只不过在结构内部，我们可以存放不同类型的数据。先来看一段代码：

在上图左侧的 C 代码中，我们定义了一个名为 S 的结构。对于每一个结构 S 的对象，其内部都会连续存放三个类型完全不同的数据值，即一个字符指针、一个字符值、一个长整型数值。
在代码的第 10 行，我们通过括号列表初始化的方式，构造了结构 S 的一个对象 s 。通过右上方蓝框中的汇编代码，我们可以看到编译器是如何实现对它的初始化的。本质上，结构只是对其内部所包含各类数据的一个封装，因此从编译产物的角度来看，只需要把它封装的这些数据连续地存放在内存中即可。事实也正是如此，对结构 S 内部三个数据的初始化过程，均是由指令 mov 完成的，这些数据被初始化在栈内存中。
结构中的数据项被初始化在内存中，这毋庸置疑，但它们真的“连续”吗？