C语言编程中的联合体union入门学习教程

2020-01-06 14:13:14王旭

让我们编译和运行上面的程序,这将产生以下结果:


data.i : 1917853763
data.f : 4122360580327794860452759994368.000000
data.str : C Programming

在这里,我们可以看到,联合体成员i 和f 值被损坏,因为分配给变量终值已占用的内存位置,如果str成员的值被很好的打印的原因。现在,让我们来再一次看看同样的例子,我们将使用一个变量在同一时间,它是联合体的主要目的:


#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
union Data
{
  int i;
  float f;
  char str[20];
};
 
int main( )
{
  union Data data;    

  data.i = 10;
  printf( "data.i : %d
", data.i);
  
  data.f = 220.5;
  printf( "data.f : %f
", data.f);
  
  strcpy( data.str, "C Programming");
  printf( "data.str : %s
", data.str);

  return 0;
}

让我们编译和运行上面的程序,这将产生以下结果:


data.i : 10
data.f : 220.500000
data.str : C Programming

这里,所有的成员都得到打印得非常好,因为一个部件被一次使用。

应用场合
当多个数据需要共享内存或者多个数据每次只取其一时,可以利用联合体(union)。在C Programming Language 一书中对于联合体是这么描述的:

     1)联合体是一个结构;

     2)它的所有成员相对于基地址的偏移量都为0;

     3)此结构空间要大到足够容纳最"宽"的成员;

     4)其对齐方式要适合其中所有的成员;

下面解释这四条描述:

     由于联合体中的所有成员是共享一段内存的,因此每个成员的存放首地址相对于于联合体变量的基地址的偏移量为0,即所有成员的首地址都是一样的。为了使得所有成员能够共享一段内存,因此该空间必须足够容纳这些成员中最宽的成员。对于这句“对齐方式要适合其中所有的成员”是指其必须符合所有成员的自身对齐方式。

下面举例说明:

如联合体


union U
{
  char s[9];
  int n;
  double d;
};

s占9字节,n占4字节,d占8字节,因此其至少需9字节的空间。然而其实际大小并不是9,用运算符sizeof测试其大小为16.这是因为这里存在字节对齐的问题,9既不能被4整除,也不能被8整除。因此补充字节到16,这样就符合所有成员的自身对齐了。从这里可以看出联合体所占的空间不仅取决于最宽成员,还跟所有成员有关系,即其大小必须满足两个条件:1)大小足够容纳最宽的成员;2)大小能被其包含的所有基本数据类型的大小所整除。