聯(lián)合體（union）的使用和分析

1、聯(lián)合體

聯(lián)合體(union）與結(jié)構(gòu)體(struct)有一些相似之處。但兩者有本質(zhì)上的不同。在結(jié)構(gòu)體中,各成員有各自的內(nèi)存空間, 一個(gè)結(jié)構(gòu)變量的總長(zhǎng)度是各成員長(zhǎng)度之和。而在聯(lián)合體中,各成員共享一段內(nèi)存空間, 一個(gè)聯(lián)合變量的長(zhǎng)度等于各成員中最長(zhǎng)的長(zhǎng)度。應(yīng)該說(shuō)明的是, 這里所謂的共享不是指把多個(gè)成員同時(shí)裝入一個(gè)聯(lián)合變量?jī)?nèi), 而是指該聯(lián)合變量可被賦予任一成員值,但每次只能賦一種值, 賦入新值則沖去舊值。

2、聲明共用體類(lèi)型

一個(gè)聯(lián)合體類(lèi)型必須經(jīng)過(guò)定義之后, 才能使用它，才能把一個(gè)變量聲明定義為該聯(lián)合體類(lèi)型。

聯(lián)合變量的聲明和結(jié)構(gòu)變量的聲明方式相同, 也有三種形式。

一般形式具體如下：

union共用體名
{
//成員列表
數(shù)據(jù)類(lèi)型成員名;
數(shù)據(jù)類(lèi)型成員名;
....
}

示例：

union_MQ
{
chardata8[4];
intdata32;
};

3、定義共用體變量

一般形式具體如下：

union_MQ
{
chardata8[4];
intdata32;
};
//定義共用體變量
union_MQmq;

合并簡(jiǎn)化形式具體如下：

union_MQ
{
chardata8[4];
intdata32;
}mq;

匿名結(jié)構(gòu)體形式具體如下：

union
{
chardata8[4];
intdata32;
}mq;

使用 typedef 聲明共用體類(lèi)型，再定義共用體變量:

typedefunionMQ
{
chardata8[4];
intdata32;
}_MQ;
//定義共用體變量，以下兩種效果一樣
unionMQmq;
_MQmq;

4、上代碼：

#include

unionTest{
unsignedchara;
unsignedshortb;
unsignedintc;
};

intmain(void)
{
unionTesttest;
printf("%lu
",sizeof(unionTest));
printf("%lu
",sizeof(test));
printf("&test=%p,&test.a=%p,&test.b=%p,&test.c=%p
",&test,&test.a,&test.b,&test.c);
test.c=0x11223344;
printf("test.c=%x
",test.c);
printf("test.a=%x
",test.a);
printf("test.b=%x
",test.b);
test.a=0x88;
printf("test.c=%x
",test.c);
printf("test.a=%x
",test.a);
printf("test.b=%x
",test.b);
return0;
}

結(jié)果：

4
4
&test=0x7fff4a0708c4,&test.a=0x7fff4a0708c4,&test.b=0x7fff4a0708c4,&test.c=0x7fff4a0708c4
test.c=11223344
test.a=44
test.b=3344
test.c=11223388
test.a=88
test.b=3388

結(jié)果分析：

1、聯(lián)合體的大小為最大成員的大小，在聯(lián)合體union Test中unsigned int是最大的占4個(gè)字節(jié)。

2、聯(lián)合體共用一塊內(nèi)存，其內(nèi)存大小為最大成員的內(nèi)存大小，所以所以成員的地址都一樣，&test = &test.a = &test.b = &test.c。

3、給聯(lián)合體某個(gè)成員賦值時(shí)會(huì)影響到另外一個(gè)成員的數(shù)值，如下圖：

如果是小端模式：

變量高位是放高地址、變量低位是放低地址。這里test.c=0x11223344指11為高位、44為低位。

棧區(qū)遵循“先進(jìn)后出、后進(jìn)先出”的規(guī)則，即打印的時(shí)候從高地址到地址依次打印，所以test.c打印值為11223344。

從上圖可以看出，test.a、test.b和test.c的起使地址都是44對(duì)應(yīng)的地址，所以他們的地址都是一樣的。

如果test.a = 0x88，那么test.a、test.b和test.c本來(lái)的值都會(huì)發(fā)生改變，即test.a = 88，test.b = 3388，test.c = 11223388。

利用聯(lián)合體處理浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)

經(jīng)過(guò)上面對(duì)聯(lián)合體的簡(jiǎn)單介紹，想必不少同學(xué)已經(jīng)知道小飛哥接下來(lái)要說(shuō)什么了吧

直接上測(cè)試代碼：

測(cè)試結(jié)果是什么呢？

輸入的浮點(diǎn)數(shù)是6.91，我們可以看到uint8_data也有了4個(gè)值，從聯(lián)合體的定義來(lái)看，這兩個(gè)值應(yīng)該是一樣的，我們來(lái)驗(yàn)證下是不是如此：

浮點(diǎn)轉(zhuǎn)16進(jìn)制還是挺麻煩的，有精力的同學(xué)可以自己算算，沒(méi)精力的同學(xué)可以使用這個(gè)鏈接的在線轉(zhuǎn)換工具

http://xnkiot.com/#/floating

轉(zhuǎn)換之后的結(jié)果跟我們上面代碼運(yùn)行的結(jié)果是一致的

那這個(gè)轉(zhuǎn)換有什么意義呢？我們經(jīng)常通訊串?dāng)?shù)過(guò)程中，比如串口傳輸?shù)氖聠巫止?jié)數(shù)據(jù)，對(duì)于float類(lèi)型的數(shù)據(jù)就不能直接傳輸了，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使用聯(lián)合體就可以很方便的進(jìn)行“自動(dòng)轉(zhuǎn)換”了

審核編輯：湯梓紅