(C语言)共用体union的使用方法举例
曾经在学校学习C语言的时候一直搞不懂那个共用体union有什么用的。工作之后才发现它的一些妙用,现举比例如以下:
1. 为了方便看懂代码。
比方说想写一个3 * 3的矩阵,能够这样写:
[
注:以下用红色部分标记的地方是后来加入上去的,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
Matrix m;
这两个东西共同使用同样的空间,所以没有空间浪费,在须要总体用矩阵的时候能够用
m._matrix.f (比方说传參,或者是总体赋值等);须要用当中的几个元素的时候能够用m._matrix._f11那样能够避免用m.f[0][0](这样不大直观,并且easy出错)。
2. 用在强制类型转换上(比强制类型转换更加easy看懂)
以下举几个样例:
(1). 推断系统用的是big endian 还是 little endian(其定义大家能够到网上查相关资料,此略)
- #define TRUE 1
- #define FALSE 0
- #define BOOL int
- BOOL
isBigEndian() - {
- int
i = 1; /* i = 0x00000001*/ - char
c = *(char
*)&i; /* 注意不能写成 char c = (char)i; */ - return
(int
)c != i; - }
假设是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,依照i的起始地址变成依照char *方式(1字节)存取,即得c = 0x01;
反之亦然
或许看起来不是非常清晰,以下来看一下这个:
- 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都是从低地址開始对齐的。相同能够得到如此结果,并且不用转换,清晰一些。
什么,不认为清晰??那再看以下的样例:
(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以下的api:long htonl(long lg);作用是把全部的字节序换成大端字节序。因此得出以下做法:
- 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; - }
仅仅要把内存结构的草图画出来就比較easy明确了。
(3).为了理解c++类的布局,再看以下一个样例。有例如以下类:
- class
Test - {
- public
: - float
getFVal(){ return
f;} - private
: - int
i; - char
c; - float
f; - };
- Test t;
不能在类Test中添加代码,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() - {
- Test t;
- union
- {
- Test t1,
- Test_Cpy t2;
- }test;
- test.t2.setVal(7.0f);
- t = test.t1;
- assert( t.getVal() == 7.0f );
- return
0; - }
说明:由于在添加类的成员函数时候,那个类的对象的布局基本不变。因此能够写一个与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,就能够给私有变量赋值了。(这样的方法在有虚机类和虚函数机制时可能失灵,故不可移植)至于具体的讨论,网上有,这个样例在实际中没实用途,仅仅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較多,由于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都比較好懂,简化了设计。
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