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联合体(共用体)的简单介绍

目录

概念:

联合的声明:

类比结构体:

联合体的大小:

联合的⼤⼩⾄少是最⼤成员的⼤⼩

 联合体的空间是共用的

联合体内部成员的赋值:

当最⼤成员⼤⼩不是最⼤对⻬数的整数倍的时候,就要对⻬到最⼤对⻬数的整数倍。 

利用联合体,判断当前机器是⼤端?还是⼩端?

什么是大端小端:

简单介绍一下:

代码演示:



概念:

联合也是一种特殊的自定义类型。

这种类型定义的变量也包含一系列的成员,特征是这些成员公用同一块空间(所以联合也叫共用体)。

联合的声明:

union un
{int a;char c;
}u;
  • union是联合的关键字,不可更改。
  • un 是联合的标签,相当于联合的名字,可以更改。
  • {}花括号内部的是联合体的成员,和结构体一样,是一个不同类型数据的集合。
  • u表示的是该联合类型创造的变量。

类比结构体:

  • 联合体类比与结构体,或者说各方各面都和结构体类似,但是有一点不同。
  • 如果将结构体比作一栋楼,那么这栋楼内有很多层住户,每一个住户都有各自的独立的空间。
  • 而相比于结构体,联合体更像是一个出租屋,里面有好几位租客,它们很多的生活空间都是共用的。

 

联合体的大小:

联合的⼤⼩⾄少是最⼤成员的⼤⼩

union un
{int a;char c;
}u;int main()
{int ret = sizeof(u);printf("%d\n",ret);return 0;
}

从以上代码来看,int 类型的a占据了四个字节,而char 类型的c占据一个字节,那么理论上,联合体占据的总字节,应该是5个字节。

但是答案是这样吗?

 

并不是,这其实原理来自于联合体的特点之一:联合的⼤⼩⾄少是最⼤成员的⼤⼩。 

如上文说过,联合体好比一个出租屋,很多的生活空间都是共用的。

所以,联合体是开辟了一块大空间,让内部的成员一起使用。

 

 联合体的空间是共用的

又比如:

union un
{int a;char c;
}u;int main()
{printf("%p\n",&u);printf("%p\n",&(u.a));printf("%p\n",&(u.c));return 0;
}

最终的答案是:

 

 这样能够证明联合体的空间是共用的。

联合体内部成员的赋值:

  • 上文讲诉了联合体的空间内部就像合租一样,是共用空间的。
  •  所以当赋予一个联合体成员数值的时候,其他的联合体成员是会被该成员的数值覆盖。

例如:

union un
{int a;char c;
}u;int main
{union Un u;u.a = 0x11223344;u.c = 0x00;return 0;
}
  • 我们先后对成员a和成员c进行赋值。
  • 按照之前的说法,给成员c赋值,那么成员c所在的空间中的成员a的数值就会被c的数据覆盖,或者给成员a赋值,那么成员c所在空间的数据就会被a覆盖。

进行调试:

这是对int 类型的成员a进行赋值后。

随后又对char类型的成员c进行了赋值。

得到的结论如以上说法一致。,这种覆盖赋值的模式类似与共享单车。

 

当最⼤成员⼤⼩不是最⼤对⻬数的整数倍的时候,就要对⻬到最⼤对⻬数的整数倍。 

union un
{char arr[5];int i;
}u;int main()
{printf("%d\n",sizeof(union un));return 0;
}

以上代码是求联合体的字节数,按照之前的说法 “ 联合的⼤⼩⾄少是最⼤成员的⼤⼩。”

char arr[5]的字节大小是5,而int i 的字节大小是4,那么联合体大小一定是最大的成员的大小,也就是char arr[5]的大小,5个字节。

答案真是如此吗?

 

错误,这里涉及到了联合体成员内存对齐的原理。

 char arr[5]相当于写了五个char,所以最大其实是int, 但是空间不够啊,所以应该用对齐解决,而int的默认对齐数是8 所以最大字节数是8。

又列如:

union un
{short arr[7];int i;
}u;int main()
{printf("%d\n",sizeof(union un));return 0;
}

short arr[7]占据的是14个字节,int i占据的是4个字节,而这里求除的联合体大小是16个字节,是最大类型 int 的字节数的4倍。

 

利用联合体,判断当前机器是⼤端?还是⼩端?

什么是大端小端:

大端小端是内存存储数据的方法,而内存存储数据一般是二进制数位进行存储,所以这里便有了区分。

简单介绍一下:

int i = 1 
  • 1的十六进制数位:0x 00 00 00 01  
  • 去除前缀0x,十六进制数位从低到高是 01 00 00 00 这就是小端
  • 而十六进制数位从高到低 00 00 00 01 这就是大端。

而判断机器的是大端还是小端,则是判断这十六进制数位的最前端的字节到底是00还是01,如果是00那么是大端,如果是01那么是小端。(这里使用整型数字1的十六进制数位进行判断)

而在此时便可以利用联合体的特点。

代码演示:

int check_sys()
{union{int i;char c;}un;un.i = 1;return un.c;
}

通过提取出 int 类型的成员i 并进行赋值,而后返回char类型的成员c进行读取,因为联合体的特点,这两个成员都处在一个空间,成员c是char类型,并没有进行赋值,所以再返回后,读取的其实是int类型的成员i的数据,也是int类型成员i的最前端的空间数据。

也就是可以使用以上代码,读取整型数字1再该编译器中,使用的是大端还是小端。 

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