c中的union的用法和做用

在C/C++程序的編寫中，當多個基本數據類型或複合數據結構要佔用同一片內存時，咱們要使用聯合體；當多種類型，多個對象，多個事物只取其一時（咱們姑且通俗地稱其爲「n 選1」），咱們也能夠使用聯合體來發揮其長處。

首先看一段代碼：

union myun { 　　struct { int x; int y; int z; }u; 　　int k; }a; int main() { 　　a.u.x =4; 　　a.u.y =5; 　　a.u.z =6; 　　a.k = 0; 　　printf("%d %d %d\n",a.u.x,a.u.y,a.u.z); 　　return 0; }

union類型是共享內存的，以size最大的結構做爲本身的大小，這樣的話，myun這個結構就包含u這個結構體，而大小也等於u這個結構體 的大小，在內存中的排列爲聲明的順序x,y,z從低到高，而後賦值的時候，在內存中，就是x的位置放置4，y的位置放置5，z的位置放置6，如今對k賦 值，對k的賦值由於是union，要共享內存，因此從union的首地址開始放置，首地址開始的位置實際上是x的位置，這樣原來內存中x的位置就被k所賦的 值代替了，就變爲0了，這個時候要進行打印，就直接看內存裏就好了，x的位置也就是k的位置是0，而y，z的位置的值沒有改變，因此應該是0,5,6

當程序變成：

union myun { 　　struct { int x; int y; int z; }u; 　　int k; 　　int j; }a; int main() { 　　a.u.x =4; 　　a.u.y =5; 　　a.u.z =6; 　　a.k = 0; 　　a.j = 1; 　　printf("%d %d %d\n",a.u.x,a.u.y,a.u.z); 　　return 0; }

結果爲1,5,6 由於仍是從最低的地址開始覆蓋,而不是像有些人想象的是 0,1,6

 

再看兩個試題：

試題一：編寫一段程序判斷系統中的CPU 是Little endian 仍是Big endian 模式？
分析：
Little endian 和Big endian 是CPU 存放數據的兩種不一樣順序。對於整型、長整型等數據類型，Big endian 認爲第一個字節是最高位字節（按照從低地址到高地址的順序存放數據的高位字節到低位字節）；而Little endian 則相反，它認爲第一個字節是最低位字節（按照從低地址到高地址的順序存放數據的低位字節到高位字節）。
例如，假設從內存地址0x0000 開始有如下數據：
0x12 0x34 0xab 0xcd
若是咱們去讀取一個地址爲0x0000 的四個字節變量，若字節序爲big-endian，則讀出結果爲0x1234abcd；若字節序位little-endian，則讀出結果爲0xcdab3412。若是咱們將0x1234abcd 寫入到以0x0000 開始的內存中，則Little endian 和Big endian 模式的存放結果以下：
地址               0x0000 0x0001 0x0002 0x0003
big-endian         0x12   0x34   0xab   0xcd
little-endian      0xcd   0xab   0x34   0x12
通常來講，x86 系列CPU 都是little-endian 的字節序，PowerPC 一般是Big endian，還有的CPU 能經過跳線來設置CPU 工做於Little endian 仍是Big endian 模式。
解答：
顯然，解答這個問題的方法只能是將一個字節（CHAR/BYTE 類型）的數據和一個整型數據存放於一樣的內存開始地址，經過讀取整型數據，分析CHAR/BYTE 數據在整型數據的高位仍是低位來判斷CPU 工做於Little endian 仍是Big endian 模式。

得出以下的答案：

typedef unsigned char BYTE; int main(int argc, char* argv[]) { 　　unsigned int num,*p; 　　p = # 　　num = 0; 　　*(BYTE *)p = 0xff; 　　if(num == 0xff) 　　{ 　　　　printf("The endian of cpu is little\n"); 　　} 　　else //num == 0xff000000
　　{ 　　　　printf("The endian of cpu is big\n"); 　　} 　　return 0; }

除了上述方法(經過指針類型強制轉換並對整型數據首字節賦值，判斷該賦值賦給了高位仍是低位)外，還有沒有更好的辦法呢？

咱們知道，union 的成員自己就被存放在相同的內存空間（共享內存，正是union 發揮做用、作貢獻的去處），所以，咱們能夠將一個CHAR/BYTE 數據和一個整型數據同時做爲一個union 的成員，得出以下答案：

int checkCPU() { {
 　union w 　 { 　　int a; 　　char b; 　 } c; 　 c.a = 1; 　　return (c.b == 1); } }

返回1表示是：Little endian，0表示：Big endian

實現一樣的功能，咱們來看看Linux 操做系統中相關的源代碼是怎麼作的：

static union { char c[4]; unsigned long mylong; } endian_test = {{ 'l', '?', '?', 'b' } }; #define ENDIANNESS ((char)endian_test.mylong)

Linux 的內核做者們僅僅用一個union 變量和一個簡單的宏定義就實現了一大段代碼一樣的功能！由以上一段代碼咱們能夠深入領會到Linux 源代碼的精妙之處！(若是ENDIANNESS=’l’表示系統爲little endian, 爲’b’表示big endian )

 

試題二：假設網絡節點A 和網絡節點B 中的通訊協議涉及四類報文，報文格式爲「報文類型字段+報文內容的結構體」，四個報文內容的結構體類型分別爲STRUCTTYPE1~ STRUCTTYPE4，請編寫程序以最簡單的方式組
織一個統一的報文數據結構。
分析：
報文的格式爲「報文類型+報文內容的結構體」，在真實的通訊中，每次只能發四類報文中的一種，咱們能夠將四類報文的結構體組織爲一個union（共享一段內存，但每次有效的只是一種），而後和報文類型字段統一組織成一個報文數據結構。
解答：
根據上述分析，咱們很天然地得出以下答案：

typedef unsigned char BYTE;
//報文內容聯合體
typedef union tagPacketContent
{
　　STRUCTTYPE1 pkt1;
　　STRUCTTYPE2 pkt2;
　　STRUCTTYPE3 pkt1;
　　STRUCTTYPE4 pkt2;
}PacketContent;
//統一的報文數據結構
typedef struct tagPacket
{
　　BYTE pktType;
　　PacketContent pktContent;
}Packet;

本文爲轉載，出處已不詳，感謝原做者！