（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！]

1. struct
    Matrix
2. {
3. union
4. {
5. struct
6. {
7. float
    _f11, _f12, _f13, _f21, _f22, _f23, _f31, _f32, _f33;
8. };
9. float
    f[3][3];
10. }_matrix;
11. };
12. 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）

1. #define TRUE 1
2. #define FALSE 0
3. #define BOOL int
4. BOOL
    isBigEndian()
5. {
6. int
    i = 1;   /* i = 0x00000001*/
7. char
    c = *(char
    *)&i; /* 注意不能写成 char c = (char)i; */
8. return
    (int
   )c != i;
9. }

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：

1. BOOL
    isBigEndian()
2. {
3. union
4. {
5. int
    i;
6. char
    c;
7. }test;
8. test.c = 2;
9. return
    test.i != 2;
10. }

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：

1. long
    long
    htonLL(long
    long
    lg)
2. {
3. union
4. {
5. struct
6. {
7. long
    low;
8. long
    high;
9. }val_1;
10. long
     long
     val_2;
11. }val_arg, val_ret;
12. if
    ( isBigEndian() )
13. return
     lg;
14. val_arg.val_2 = lg;
15. val_ret.val_1.low = htonl( val_arg.val_1.high );
16. val_ret.val_1.high = htonl( val_arg.val_1.low );
17. return
     val_ret.val_2;
18. }

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：

1. class
    Test
2. {
3. public
   :
4. float
    getFVal(){ return
    f;}
5. private
   :
6. int
    i;
7. char
    c;
8. float
    f;
9. };
10. Test t;

不能在类Test中添加代码，给对象中的f赋值7.0f.

1. class
    Test_Cpy
2. {
3. public
   :
4. float
    getVal(){ return
    f;}
5. float
    setVal(float
    f){ this
   ->f = f;}
6. private
   :
7. int
    i;
8. char
    c;
9. float
    f;
10. };
11. ....
12. int
     main()
13. {
14. Test t;
15. union
16. {
17. Test t1,
18. Test_Cpy t2;
19. }test;
20. test.t2.setVal(7.0f);
21. t = test.t1;
22. assert( t.getVal() == 7.0f );
23. return
     0;
24. }

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。