c中的union的用法和做用

在C/C++程序的编写中，当多个基本数据类型或复合数据结构要占用同一片内存时，咱们要使用联合体；当多种类型，多个对象，多个事物只取其一时（咱们姑且通俗地称其为“n 选1”），咱们也能够使用联合体来发挥其长处。

首先看一段代码：

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类型是共享内存的，以size最大的结构做为本身的大小，这样的话，myun这个结构就包含u这个结构体，而大小也等于u这个结构体 的大小，在内存中的排列为声明的顺序x,y,z从低到高，而后赋值的时候，在内存中，就是x的位置放置4，y的位置放置5，z的位置放置6，如今对k赋 值，对k的赋值由于是union，要共享内存，因此从union的首地址开始放置，首地址开始的位置实际上是x的位置，这样原来内存中x的位置就被k所赋的 值代替了，就变为0了，这个时候要进行打印，就直接看内存里就好了，x的位置也就是k的位置是0，而y，z的位置的值没有改变，因此应该是0,5,6

当程序变成：

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; }

结果为1,5,6 由于仍是从最低的地址开始覆盖,而不是像有些人想象的是 0,1,6

 

再看两个试题：

试题一：编写一段程序判断系统中的CPU 是Little endian 仍是Big endian 模式？
分析：
Little endian 和Big endian 是CPU 存放数据的两种不一样顺序。对于整型、长整型等数据类型，Big endian 认为第一个字节是最高位字节（按照从低地址到高地址的顺序存放数据的高位字节到低位字节）；而Little endian 则相反，它认为第一个字节是最低位字节（按照从低地址到高地址的顺序存放数据的低位字节到高位字节）。
例如，假设从内存地址0x0000 开始有如下数据：
0x12 0x34 0xab 0xcd
若是咱们去读取一个地址为0x0000 的四个字节变量，若字节序为big-endian，则读出结果为0x1234abcd；若字节序位little-endian，则读出结果为0xcdab3412。若是咱们将0x1234abcd 写入到以0x0000 开始的内存中，则Little endian 和Big endian 模式的存放结果以下：
地址               0x0000 0x0001 0x0002 0x0003
big-endian         0x12   0x34   0xab   0xcd
little-endian      0xcd   0xab   0x34   0x12
通常来讲，x86 系列CPU 都是little-endian 的字节序，PowerPC 一般是Big endian，还有的CPU 能经过跳线来设置CPU 工做于Little endian 仍是Big endian 模式。
解答：
显然，解答这个问题的方法只能是将一个字节（CHAR/BYTE 类型）的数据和一个整型数据存放于一样的内存开始地址，经过读取整型数据，分析CHAR/BYTE 数据在整型数据的高位仍是低位来判断CPU 工做于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(经过指针类型强制转换并对整型数据首字节赋值，判断该赋值赋给了高位仍是低位)外，还有没有更好的办法呢？

咱们知道，union 的成员自己就被存放在相同的内存空间（共享内存，正是union 发挥做用、作贡献的去处），所以，咱们能够将一个CHAR/BYTE 数据和一个整型数据同时做为一个union 的成员，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

实现一样的功能，咱们来看看Linux 操做系统中相关的源代码是怎么作的：

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

Linux 的内核做者们仅仅用一个union 变量和一个简单的宏定义就实现了一大段代码一样的功能！由以上一段代码咱们能够深入领会到Linux 源代码的精妙之处！(若是ENDIANNESS=’l’表示系统为little endian, 为’b’表示big endian )

 

试题二：假设网络节点A 和网络节点B 中的通讯协议涉及四类报文，报文格式为“报文类型字段+报文内容的结构体”，四个报文内容的结构体类型分别为STRUCTTYPE1~ STRUCTTYPE4，请编写程序以最简单的方式组
织一个统一的报文数据结构。
分析：
报文的格式为“报文类型+报文内容的结构体”，在真实的通讯中，每次只能发四类报文中的一种，咱们能够将四类报文的结构体组织为一个union（共享一段内存，但每次有效的只是一种），而后和报文类型字段统一组织成一个报文数据结构。
解答：
根据上述分析，咱们很天然地得出以下答案：

typedef unsigned char BYTE;
//报文内容联合体
typedef union tagPacketContent
{
　　STRUCTTYPE1 pkt1;
　　STRUCTTYPE2 pkt2;
　　STRUCTTYPE3 pkt1;
　　STRUCTTYPE4 pkt2;
}PacketContent;
//统一的报文数据结构
typedef struct tagPacket
{
　　BYTE pktType;
　　PacketContent pktContent;
}Packet;

本文为转载，出处已不详，感谢原做者！