union的定义和使用

Last Updated: 2023-12-12 04:52:35 Tuesday

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定义union
union的应用场景
用union判断字节序

union定义的是一块内存，其内部成员共享这块内存，这块内存与size最大的成员一样。

定义union

定义union的语法与struct基本一致，只是将关键词换成union，其成员存取代码的书写方式（notation）也与struct一样。

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

union的所有成员共用一块内存区域，这块内存的大小以能够放下的最大成员的size为准。在代码中，由程序员负责，必须先对某个成员赋值，然后再取此成员的值，如果没有这样的存取对应，数据会异常，因为所有成员共享这块内存（除非程序员知道自己在干什么）。

c_union

一般需要一个indicator来说明当前可以使用union的哪个具体成员。

union的应用场景

《CSAPP》中关于union这一段，提到了下面两个应用场景：

当struct的成员在使用时，是确定mutual exclusive的，此时就可以将这些成员打包在一个union内，以节省内存占用。（此时依然需要一个indicator来说明可以访问的是哪个成员）
用两种不同的方式，访问同一块完全一样的内存。比如下面要介绍的判断字节序这个功能。

用union判断字节序

看到union的一个应用，代码利用了共享内存块这个特点，通过union的一个成员，实现对另一个成员byte级别的访问。比如下面这段代码，将short变量的每个byte拿出来分析，以判断系统的byte order：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    union {
        short a;
        char c[2];
    } un;

    un.a = 0x0102;

    if ((un.c[0]==1) && (un.c[1]==2))
        printf("big endian\n");
    else if ((un.c[0]==2) && (un.c[1]==1))
        printf("little endian\n");

    return 0;
}

指针总是指向变量的低地址！这就是调用栈的设计要从高地址向下扩展的原因。

看下面的这段代码：

#include <stdio.h>

/**
* 0: little endian
* 1: big endian
*/
int byte_order(void) {
    int a = 1;
    return *(char*)&a == 1 ? 0 : 1;
}

int main(void) {
    printf("%d\n", byte_order());
    return 0;
}

byte_order函数在little endian时返回0，big endian时返回1.

指针地址是内存地址，内存就是一个大型的array，对于任意type存放在内存中，其指针总是指向低地址，这样在执行+1操作的时候，才能自然的从低地址移动到高地址。

本文链接：https://cs.pynote.net/sf/c/202111261/

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