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有些基础知识快淡忘了,所以有必要复习一遍,在不借助课本死知识的前提下做些推理判断,温故知新。
union,中文名“联合体、共用体”,在某种程度上类似结构体struct的一种数据结构,共用体(union)和结构体(struct)同样可以包含很多种数据类型和变量。
结构体(struct)中所有变量是“共存”的——优点是“有容乃大”,全面;缺点是struct内存空间的分配是粗放的,不管用不用,全分配。
而联合体(union)中是各变量是“互斥”的——缺点就是不够“包容”;但优点是内存使用更为精细灵活,也节省了内存空间。
2.双刃剑——多种访问内存途径共存
- //example
- #include<stdio.h>
- union var{
- long int l;
- int i;
- };
- main(){
- union var v;
- v.l = 5;
- printf("v.l is %d\n",v.i);
- v.i = 6;
- printf("now v.l is %ld! the address is %p\n",v.l,&v.l);
- printf("now v.i is %d! the address is %p\n",v.i,&v.i);
- }
- 结果:
- v.l is 5
- now v.l is 6! the address is 0xbfad1e2c
- now v.i is 6! the address is 0xbfad1e2c
上例中我改了v.i的值,结果v.l也能读取,那么也许我还以为v.l是我想要的值呢,因为上边提到了union的内存首地址肯定是相同的,那么还有一种情况和上边类似:
这种逻辑上的错误是很难找出来的(只有当数据类型相去甚远的时候稍好,出个乱码什么的很容易发现错误)。
3.联合体union和大小端(big-endian、little-endian):
- #include<stdio.h>
- union var{
- char c[4];
- int i;
- };
- int main(){
- union var data;
- data.c[0] = 0x04;//因为是char类型,数字不要太大,算算ascii的范围~
- data.c[1] = 0x03;//写成16进制为了方便直接打印内存中的值对比
- data.c[2] = 0x02;
- data.c[3] = 0x11;
- //数组中下标低的,地址也低,按地址从低到高,内存内容依次为:04,03,02,11。总共四字节!
- //而把四个字节作为一个整体(不分类型,直接打印十六进制),应该从内存高地址到低地址看,0x11020304,低位04放在低地址上。
- printf("%x\n",data.i);
- }
结果:
11020304
证明我的32位linux是小端(little-endian)
- #include<stdio.h>
- union sizeTest{
- int a;
- double b;
- };
- main(){
- union sizeTest unionA;
- union sizeTest unionB;
- union sizeTest unionC;
- printf("the initial address of unionA is %p\n",&unionA);
- printf("the initial address of unionB is %p\n",&unionB);
- printf("the initial address of unionC is %p\n",&unionC);
- }
打印,可以看到结果:
the initial address of unionA is 0xbf9b8df8
the initial address of unionB is 0xbf9b8e00
the initial address of unionC is 0xbf9b8e08
很容易看出,8,0,8,这间隔是8字节,按double走的。
怕不保险,再改一下,把int改成数组,其他不变:
打印
the initial address of unionA is 0xbfbb7738
the initial address of unionB is 0xbfbb7760
the initial address of unionC is 0xbfbb7788
88-60=28
60-38=28
算错了?我说的可是16进制0x。那么0x28就是40个字节,正好是数组a的大小。
没错,union的成员变量是相当于开辟了几个接口(即union包含的变量)!但是,没开辟就不能用了?当然也能用!
- #include<stdio.h>
- union u{
- int i;
- double d;//这个union有8字节大小
- };
- main(){
- union u uu;
- uu.i = 10;
- printf("%d\n",uu.i);
- char * c;
- c = (char *)&uu;//把union的首地址赋值、强转成char类型
- c[0] = 'a';
- c[1] = 'b';
- c[2] = 'c';
- c[3] = '\0';
- c[4] = 'd';
- c[5] = 'e';
- //最多能到c[7]
- printf("%s\n",c);//利用结束符'\0'打印字符串"abc"
- printf("%c %c %c %c %c %c\n",c[0],c[1],c[2],c[3],c[4],c[5]);
- }
有些东西,熟悉编译原理和编译器工作过程的话,解决会更容易点,虽然我现在这方面技能不太强,不过一般问题也足够分析了。
补充:
补充1:
关于“有名”与“无名”联合体在结构体内所占空间的问题,其实这和是不是结构体无关,只和“有名”、“无名”有关,而且有名无名也是表象,其实是声明类型与定义变量的区别,看例子,直接打印,
- #include <stdio.h>
- struct s1{
- union u{
- int i;
- };
- struct ss1{
- int i;
- };
- };
- struct s2{
- union{
- int i;
- };
- struct{
- int i;
- };
- };
- struct s3{//the same to s2
- union su3{
- int i;
- }su33;
- struct ss3{
- int i;
- }ss33;
- };
- union su4{
- int i;
- };
- struct ss4{
- int i;
- };
- struct s4{//the same to s3
- union su4 su44;
- struct ss4 ss44;
- };
- struct s5{//the same to s1
- union su4;
- struct ss4;
- };
- struct s6{//the same to s1
- union{
- int;
- };
- struct{
- int;
- };
- };
- main(){
- struct s1 sVal1;
- struct s2 sVal2;
- struct s3 sVal3;
- struct s4 sVal4;
- struct s5 sVal5;
- struct s6 sVal6;
- printf("sVal1's size:%d\n",sizeof(sVal1));
- printf("sVal1:%p\t%d\n",&sVal1);
- printf("sVal2's size:%d\n",sizeof(sVal2));
- printf("sVal2:%p\t%d\n",&sVal2);
- printf("sVal3's size:%d\n",sizeof(sVal3));
- printf("sVal3:%p\t%d\n",&sVal3);
- printf("sVal4's size:%d\n",sizeof(sVal4));
- printf("sVal4:%p\t%d\n",&sVal4);
- printf("sVal5's size:%d\n",sizeof(sVal5));
- printf("sVal5:%p\t%d\n",&sVal5);
- printf("sVal5's size:%d\n",sizeof(sVal5));
- printf("sVal5:%p\t%d\n",&sVal5);
- }
类型就是类型,和是不是结构体、联合体无关的,你的“int i;”中i不就是个变量吗?如果换成int;结果相同(这就是s6)。
s4和s5的做法能帮助排除干扰,将子结构体与联合体声明在外,内部直接引用,4是定义了变量,5什么都没做。
另外,这种做法编译的时候GCC会给你在相应的行做出提示“union_with_name.c:49: 警告:没有声明任何东西”