C語言中的聯合體 （記錄）

在C語言中，一種和結構體非常類似的語法，叫做共用體（Union），它的定義格式爲：

union 共用體名{
    成員列表
};

結構體和共用體的區別在於：結構體的各個成員會佔用不同的內存，互相之間沒有影響；而共用體的所有成員佔用同一段內存，修改一個成員會影響其餘所有成員。

結構體佔用的內存大於等於所有成員佔用的內存的總和（成員之間可能會存在縫隙），共用體佔用的內存等於最長的成員佔用的內存。共用體使用了內存覆蓋技術，同一時刻只能保存一個成員的值，如果對新的成員賦值，就會把原來成員的值覆蓋掉。

共用體也是一種自定義類型，可以通過它來創建變量，例如：

union data{
    int n;
    char ch;
    double f;
};
union data a, b, c;

上面是先定義共用體，再創建變量，也可以在定義共用體的同時創建變量：

union data{
    int n;
    char ch;
    double f;
} a, b, c;

如果不再定義新的變量，也可以將共用體的名字省略：

union{
     int n;
     char ch;
     double f;
} a, b, c;

共用體 data 中，成員 f 佔用的內存最多，爲 8 個字節，所以 data 類型的變量（也就是 a、b、c）也佔用 8 個字節的內存，請看下面的演示：

#include <stdio.h>

union data{
    int n;
    char ch;
    short m;
};

int main(){
    union data a;
    printf("%d, %d\n", sizeof(a), sizeof(union data) );
    a.n = 0x40;
    printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
    a.ch = '9';
    printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
    a.m = 0x2059;
    printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
    a.n = 0x3E25AD54;
    printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);

return 0;
}

運行結果：

4, 4
40, @, 40
39, 9, 39
2059, Y, 2059
3E25AD54, T, AD54

這段代碼不但驗證了共用體的長度，還說明共用體成員之間會相互影響，修改一個成員的值會影響其他成員。

要想理解上面的輸出結果，弄清成員之間究竟是如何相互影響的，就得了解各個成員在內存中的分佈。以上面的 data 爲例，各個成員在內存中的分佈如下：

成員 n、ch、m 在內存中“對齊”到一頭，對 ch 賦值修改的是前一個字節，對 m 賦值修改的是前兩個字節，對 n 賦值修改的是全部字節。也就是說，ch、m 會影響到 n 的一部分數據，而 n 會影響到 ch、m 的全部數據。

接下來是判斷大小端的方法：

大端模式，是指數據的高字節保存在內存的低地址中，而數據的低字節保存在內存的高地址中，這樣的存儲模式有點兒類似於把數據當作字符串順序處理：地址由小向大增加，而數據從高位往低位放；這和我們的閱讀習慣一致。

小端模式，是指數據的高字節保存在內存的高地址中，而數據的低字節保存在內存的低地址中，這種存儲模式將地址的高低和數據位權有效地結合起來，高地址部分權值高，低地址部分權值低。

測試代碼：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

union data{
        int c;
        char a;
        short b;
};

int test(){
        unsigned int num = 0x12345678;
        unsigned short test = num;
        if(test == 0x1234)
                return 1;//big
        else
                return 0;//little
}

int main(){
        int i = test();
        if(i == 0)
                printf("little\n");
        else
                printf("big\n");
        printf("test2\n");
        union data a;
        a.c = 0x12345678;
        printf("%x %x %x\n",a.a,a.b,a.c);
        char *p1=&a.a,*p2=&a.b,*p3=&a.c,*p4=&a;
        printf("a:%ld b:%ld c:%ld union:%ld\n",p1,p2,p3,p4);
        if(a.a == 0x78)
                printf("little\n");
        else
                printf("big\n");
}

參考:C語言中文網