c语言union的用法

2017-03-20

一般在Windows API的一些数据结构中才能看到这个union,其实并不复杂。本质上来说和结构体是一样的,但是从包装的角度来看有差异。下面小编来为大家介绍c语言union的用法。

1. 为了方便看懂代码。

比如说想写一个3 * 3的矩阵,可以这样写:

[ 注:下面用红色部分标记的地方是后来添加上去的,谢谢yrqing718的提醒!]

struct Matrix

{

union

{

struct

{

float _f11,_f12,_f13,_f21,_f22,_f23,_f31,_f32,_f33;

};

float f[3][3];

}_matrix;

};

struct Matrixm;

这两个东西共同使用相同的空间,所以没有空间浪费,在需要整体用矩阵的时候可以用

m._matrix.f (比如说传参,或者是整体赋值等);需要用其中的几个元素的时候可以用m._matrix._f11那样可以避免用m.f[0][0](这样不大直观,而且容易出错)。

2. 用在强制类型转换上(比强制类型转换更加容易看懂)

下面举几个例子:

(1). 判断系统用的是big endian 还是 little endian(其定义大家可以到网上查相关资料,此略)

#defineTRUE1

#defineFALSE0

#defineBOOLint

BOOL isBigEndian()

{

int i=1;/*i=0x00000001*/

char c=*(char *)&i;/*注意不能写成charc=(char)i;*/

return (int )c !=i;

}

如果是little endian字节序的话,那个i = 1;的内存从小到大依次放的是:0x01 0x00 0x00 0x00,如是,按照i的起始地址变成按照char *方式(1字节)存取,即得c = 0x01;

反之亦然

也许看起来不是很清晰,下面来看一下这个:

BOOL isBigEndian()

{

union

{

int i;

char c;

}test;

test.c=2;

return test.i!=2;

}

这里用的是union来控制这个共享布局,有个知识点就是union里面的成员c和i都是从低地址开始对齐的。同样可以得到如此结果,而且不用转换,清晰一些。

什么,不觉得清晰??那再看下面的例子:

(2). 将little endian下的long long类型的值换成 big endian类型的值。已经知道系统提供了下面的api:long htonl(long lg);作用是把所有的字节序换成大端字节序。因此得出下面做法:

long long htonLL(long long lg)

{

union

{

struct

{

long low;

long high;

}val_1;

long long val_2;

}val_arg,val_ret;

if (isBigEndian())

return lg;

val_arg.val_2=lg;

val_ret.val_1.low=htonl(val_arg.val_1.high);

val_ret.val_1.high=htonl(val_arg.val_1.low);

return val_ret.val_2;

}

只要把内存结构的草图画出来就比较容易明白了。

(3).为了理解c++类的布局,再看下面一个例子。有如下类:

class Test

{

public :

float getFVal(){return f;}

private :

int i;

char c;

float f;

};

Test t;

不能在类Test中增加代码,给对象中的f赋值7.0f.

class Test_Cpy

{

public :

float getVal(){return f;}

float setVal(float f){this ->f=f;}

private :

int i;

char c;

float f;

};

....

int main()

{

Testt;

union

{

Testt1,

Test_Cpyt2;

}test;

test.t2.setVal(7.0f);

t= test.t1;

assert(t.getVal()==7.0f);

return 0;

}

说明:因为在增加类的成员函数时候,那个类的对象的布局基本不变。因此可以写一个与Test类一样结构的类Test_Cpy,而多了一个成员函数setVal,再用uinon结构对齐,就可以给私有变量赋值了。(这种方法在有虚机类和虚函数机制时可能失灵,故不可移植)至于详细的讨论,网上有,这个例子在实际中没有用途,只是用来考察这个内存布局的使用而已.

union在操作系统底层的代码中用的比较多,因为它在内存共赏布局上方便且直观。所以网络编程,协议分析,内核代码上有一些用到union都比较好懂,简化了设计。

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