C 共用体

C 共用体

共用体是一种特殊的数据类型，允许您在相同的内存位置存储不同的数据类型。您可以定义一个带有多成员的共用体，但是任何时候只能有一个成员带有值。共用体提供了一种使用相同的内存位置的有效方式。

定义共用体

为了定义共用体，您必须使用 union 语句，方式与定义结构类似。union 语句定义了一个新的数据类型，带有多个成员。union 语句的格式如下：

union [union tag]
{
   member definition;
   member definition;
   ...
   member definition;
} [one or more union variables];

union tag 是可选的，每个 member definition 是标准的变量定义，比如 int i; 或者 float f; 或者其他有效的变量定义。在共用体定义的末尾，最后一个分号之前，您可以指定一个或多个共用体变量，这是可选的。下面定义一个名为 Data 的共用体类型，有三个成员 i、f 和 str：

union Data
{
   int i;
   float f;
   char  str[];
} data;

现在，Data 类型的变量可以存储一个整数、一个浮点数，或者一个字符串。这意味着一个变量（相同的内存位置）可以存储多个多种类型的数据。您可以根据需要在一个共用体内使用任何内置的或者用户自定义的数据类型。

共用体占用的内存应足够存储共用体中最大的成员。例如，在上面的实例中，Data 将占用 20 个字节的内存空间，因为在各个成员中，字符串所占用的空间是最大的。下面的实例将显示上面的共用体占用的总内存大小：

实例

#include <stdio.h>
#include <string.h>

union Data
{
   int i;
   float f;
   char  str[];
};

int main( )
{
   union Data data;        

   printf( "Memory size occupied by data : %d\n", sizeof(data));

   return ;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Memory size occupied by data : 

访问共用体成员

为了访问共用体的成员，我们使用成员访问运算符（.）。成员访问运算符是共用体变量名称和我们要访问的共用体成员之间的一个句号。您可以使用 union 关键字来定义共用体类型的变量。下面的实例演示了共用体的用法：

实例

#include <stdio.h>
#include <string.h>

union Data
{
   int i;
   float f;
   char  str[];
};

int main( )
{
   union Data data;        

   data.i = ;
   data.f = 220.5;
   strcpy( data.str, "C Programming");

   printf( "data.i : %d\n", data.i);
   printf( "data.f : %f\n", data.f);
   printf( "data.str : %s\n", data.str);

   return ;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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

在这里，我们可以看到共用体的 i 和 f 成员的值有损坏，因为最后赋给变量的值占用了内存位置，这也是 str 成员能够完好输出的原因。现在让我们再来看一个相同的实例，这次我们在同一时间只使用一个变量，这也演示了使用共用体的主要目的：

实例

#include <stdio.h>
#include <string.h>

union Data
{
   int i;
   float f;
   char  str[];
};

int main( )
{
   union Data data;        

   data.i = ;
   printf( "data.i : %d\n", data.i);

   data.f = 220.5;
   printf( "data.f : %f\n", data.f);

   strcpy( data.str, "C Programming");
   printf( "data.str : %s\n", data.str);

   return ;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

data.i :
data.f : 220.500000
data.str : C Programming
在这里，所有的成员都能完好输出，因

为同一时间只用到一个成员。

 

笔记列表

 

1. 结构体与共用体

   结构体变量所占内存长度是各成员占的内存长度之和。每个成员分别占有其自己的内存单元。

   共用体变量所占的内存长度等于最长的成员变量的长度。例如，教程中定义的共用体Data各占20个字节（因为char str[20]变量占20个字节）,而不是各占4+4+20=28个字节。

   union Data
   {
      int i;
      float f;
      char  str[];
   } data;

2. 共用体作用

   节省内存，有两个很长的数据结构，不会同时使用，比如一个表示老师，一个表示学生，如果要统计教师和学生的情况用结构体的话就有点浪费了！用结构体的话，只占用最长的那个数据结构所占用的空间，就足够了！

   共用体应用场景

   通信中的数据包会用到共用体:因为不知道对方会发一个什么包过来，用共用体的话就很简单了，定义几种格式的包，收到包之后就可以直接根据包的格式取出数据。

3. union Data{
       int i;
       float f;
       char str[];
       double d;
   }data;

   共用体所占内存并非是9个char，即9个字节，而是double的两倍，即16个字节，而且每次输出都是它前面离它最近的值

4. 编程时经常会需要判断机器是大端机还是小端机，此时使用union就非常方便：

   union
   {
       char str;
       int data;
   };
   data=0x01020304;
   if(str==0x01)
   {
       cout<< "此机器是大端！"<<endl;
   }
   else if(str==0x04){
       cout<<"此机器是小端！"<<endl;
   }
   else{
       cout <<" 暂无法判断此机器类型！"<<endl;
   }

   注：大端机高位存在低位，小端机反之