C语言union的作用

2022-05-11 23:59:41

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 Matrix m;

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）

#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;
}

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()
{
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：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。

转自：http://blog.csdn.net/jiangnanyouzi/article/details/3158702

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