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  • 2017-11-03 10:20:13

    union在C中本质上是一个结构体,用法和struct相似,用

    union 名称 {
        //... 成员
    };

    来声明

    类型使用时,要在名称前加上关键字union

    union 类型名称 变量名称;

    在调用时用后缀表达式expression.identifier的形式来调用成员:

    a.member1 = 10; // a为union
    p->member1 = 20; // p为union的指针

    但有一些不同点:
    1.union,顾名思义,就是多个成员共用一块内存。在编译时会选取成员中长度最长的来声明。也就是说在如下与程序片段中:

    union a { //声明了三个成员,但是长度不一(后面sizeof的结果不同机器结果不同,但double肯定是最长的),于是编译器会选取double的长的作为union a的长度
        int a1;    // sizeof(int) = 4
        float a2;  // sizeof(float) = 8
        double a3; // sizeof(double) = 16
    };

    也就是说,上述union声明在内存中等同于

    struct a {
        double a3;
    };

    2.根据第一条的特点,在对union成员进行赋值后,要注意使用时一定要调用赋值过的成员。

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  • C语言中,还有另外一种和结构体非常类似的语法,叫做共用体(Union),它的定义格式为: union 共用体名{ 成员列表 }; 共用体有时也被称为联合或者联合体,这也是 Union 这个单词的本意。 结构体和共用体的...

    在C语言中,还有另外一种和结构体非常类似的语法,叫做共用体(Union),它的定义格式为:

    union 共用体名{
        成员列表
    };

    共用体有时也被称为联合或者联合体,这也是 Union 这个单词的本意。

    结构体和共用体的区别在于:结构体的各个成员会占用不同的内存,互相之间没有影响;而共用体的所有成员占用同一段内存,修改一个成员会影响其余所有成员。

    结构体占用的内存大于等于所有成员占用的内存的总和(成员之间可能会存在缝隙),共用体占用的内存等于最长的成员占用的内存。共用体使用了内存覆盖技术,同一时刻只能保存一个成员的值,如果对新的成员赋值,就会把原来成员的值覆盖掉。

    共用体也是一种自定义类型,可以通过它来创建变量,例如:

     
    
    1. union data{
    2. int n;
    3. char ch;
    4. double f;
    5. };
    6. union data a, b, c;

    上面是先定义共用体,再创建变量,也可以在定义共用体的同时创建变量:

     
    
    1. union data{
    2. int n;
    3. char ch;
    4. double f;
    5. } a, b, c;

    如果不再定义新的变量,也可以将共用体的名字省略:

     
    
    1. union{
    2. int n;
    3. char ch;
    4. double f;
    5. } a, b, c;

    共用体 data 中,成员 f 占用的内存最多,为 8 个字节,所以 data 类型的变量(也就是 a、b、c)也占用 8 个字节的内存,请看下面的演示:

     
    
    1. #include <stdio.h>
    2. union data{
    3. int n;
    4. char ch;
    5. short m;
    6. };
    7. int main(){
    8. union data a;
    9. printf("%d, %d\n", sizeof(a), sizeof(union data) );
    10. a.n = 0x40;
    11. printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
    12. a.ch = '9';
    13. printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
    14. a.m = 0x2059;
    15. printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
    16. a.n = 0x3E25AD54;
    17. printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
    18. return 0;
    19. }

    运行结果:

    4, 4
    40, @, 40
    39, 9, 39
    2059, Y, 2059
    3E25AD54, T, AD54

    这段代码不但验证了共用体的长度,还说明共用体成员之间会相互影响,修改一个成员的值会影响其他成员。

    要想理解上面的输出结果,弄清成员之间究竟是如何相互影响的,就得了解各个成员在内存中的分布。以上面的 data 为例,各个成员在内存中的分布如下:


    成员 n、ch、m 在内存中“对齐”到一头,对 ch 赋值修改的是前一个字节,对 m 赋值修改的是前两个字节,对 n 赋值修改的是全部字节。也就是说,ch、m 会影响到 n 的一部分数据,而 n 会影响到 ch、m 的全部数据。

    上图是在绝大多数 PC 机上的内存分布情况,如果是 51 单片机,情况就会有所不同:

     

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  • C语言中,还有另外一种和结构体非常类似的语法,叫做共用体(Union),它的定义格式为: union 共用体名 { 成员列表 }; 共用体有时也被称为联合或者联合体,这也是 Union 这个单词的本意。 结构体和共用体...

    通过前面的讲解,我们知道结构体(Struct)是一种构造类型或复杂类型,它可以包含多个类型不同的成员。在C语言中,还有另外一种和结构体非常类似的语法,叫做共用体(Union),它的定义格式为:

     union 共用体名

    {
        成员列表
    };

    共用体有时也被称为联合或者联合体,这也是 Union 这个单词的本意。

    结构体和共用体的区别在于:结构体的各个成员会占用不同的内存,互相之间没有影响;而共用体的所有成员占用同一段内存,修改一个成员会影响其余所有成员。

    结构体占用的内存大于等于所有成员占用的内存的总和(成员之间可能会存在缝隙),共用体占用的内存等于最长的成员占用的内存。共用体使用了内存覆盖技术,同一时刻只能保存一个成员的值,如果对新的成员赋值,就会把原来成员的值覆盖掉。

    共用体也是一种自定义类型,可以通过它来创建变量,例如:

    上面是先定义共用体,再创建变量,也可以在定义共用体的同时创建变量:

    如果不再定义新的变量,也可以将共用体的名字省略: 

    共用体 data 中,成员 f 占用的内存最多,为 8 个字节,所以 data 类型的变量(也就是 a、b、c)也占用 8 个字节的内存,请看下面的演示: 

     运行结果:

    4, 4
    40, @, 40
    39, 9, 39
    2059, Y, 2059
    3E25AD54, T, AD54

    这段代码不但验证了共用体的长度,还说明共用体成员之间会相互影响,修改一个成员的值会影响其他成员。

    要想理解上面的输出结果,弄清成员之间究竟是如何相互影响的,就得了解各个成员在内存中的分布。以上面的 data 为例,各个成员在内存中的分布如下:

    成员 n、ch、m 在内存中“对齐”到一头,对 ch 赋值修改的是前一个字节,对 m 赋值修改的是前两个字节,对 n 赋值修改的是全部字节。也就是说,ch、m 会影响到 n 的一部分数据,而 n 会影响到 ch、m 的全部数据。
    上图是在绝大多数 PC 机上的内存分布情况,如果是 51 单片机,情况就会有所不同:

    为什么不同的机器会有不同的分布情况呢?这跟机器的存储模式有关,我们将在VIP教程《大端小端以及判别方式》一节中展开探讨。

    共用体的应用

    共用体在一般的编程中应用较少,在单片机中应用较多。对于 PC 机,经常使用到的一个实例是: 现有一张关于学生信息和教师信息的表格。学生信息包括姓名、编号、性别、职业、分数,教师的信息包括姓名、编号、性别、职业、教学科目。请看下面的表格:

    Name

    Num

    Sex

    Profession

    Score / Course

    HanXiaoXiao

    501

    f

    s

    89.5

    YanWeiMin

    1011

    m

    t

    math

    LiuZhenTao

    109

    f

    t

    English

    ZhaoFeiYan

    982

    m

    s

    95.0


    f 和 m 分别表示女性和男性,s 表示学生,t 表示教师。可以看出,学生和教师所包含的数据是不同的。现在要求把这些信息放在同一个表格中,并设计程序输入人员信息然后输出。

    如果把每个人的信息都看作一个结构体变量的话,那么教师和学生的前 4 个成员变量是一样的,第 5 个成员变量可能是 score 或者 course。当第 4 个成员变量的值是 s 的时候,第 5 个成员变量就是 score;当第 4 个成员变量的值是 t 的时候,第 5 个成员变量就是 course。

    经过上面的分析,我们可以设计一个包含共用体的结构体,请看下面的代码:

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #define TOTAL 4  //人员总数
    struct{
        char name[20];
        int num;
        char sex;
        char profession;
        union{
            float score;
            char course[20];
        } sc;
    } bodys[TOTAL];
    int main(){
        int i;
        //输入人员信息
        for(i=0; i<TOTAL; i++){
            printf("Input info: ");
            scanf("%s %d %c %c", bodys[i].name, &(bodys[i].num), &(bodys[i].sex), &(bodys[i].profession));
            if(bodys[i].profession == 's'){  //如果是学生
                scanf("%f", &bodys[i].sc.score);
            }else{  //如果是老师
                scanf("%s", bodys[i].sc.course);
            }
            fflush(stdin);
        }
        //输出人员信息
        printf("\nName\t\tNum\tSex\tProfession\tScore / Course\n");
        for(i=0; i<TOTAL; i++){
            if(bodys[i].profession == 's'){  //如果是学生
                printf("%s\t%d\t%c\t%c\t\t%f\n", bodys[i].name, bodys[i].num, bodys[i].sex, bodys[i].profession, bodys[i].sc.score);
            }else{  //如果是老师
                printf("%s\t%d\t%c\t%c\t\t%s\n", bodys[i].name, bodys[i].num, bodys[i].sex, bodys[i].profession, bodys[i].sc.course);
            }
        }
        return 0;
    }

    运行结果:

    Input info: HanXiaoXiao 501 f s 89.5↙
    Input info: YanWeiMin 1011 m t math↙
    Input info: LiuZhenTao 109 f t English↙
    Input info: ZhaoFeiYan 982 m s 95.0↙
    
    Name            Num     Sex     Profession      Score / Course
    HanXiaoXiao     501     f       s               89.500000
    YanWeiMin       1011    m       t               math
    LiuZhenTao      109     f       t               English
    ZhaoFeiYan      982     m       s               95.000000
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  • C语言union用法及好处

    千次阅读 2020-10-24 14:30:19
    Union用法以及好处 什么是Union? union 共用体名{ 成员列表 }; union,“联合体、共用体”,在某种程度上类似结构体struct的一种数据结构,共用体(union)和结构体(struct)同样可以包含很多种数据类型和变量。 ...

    Union 的用法以及好处

    • 什么是Union?

    union 共用体名{
        成员列表
    };

    union联合体、共用体,在某种程度上类似结构体struct的一种数据结构,共用体(union)和结构体(struct)同样可以包含很多种数据类型和变量。

    结构体和共用体的区别在于 结构体(struct)中所有变量是共存——优点是有容乃大,全面;缺点是struct内存空间的分配是粗放的,不管用不用,全分配。而联合体(union)中是各变量是互斥——缺点就是不够包容;但优点是内存使用更为精细灵活,也节省了内存空间。

    结构体的各个成员会占用不同的内存,互相之间没有影响;而共用体的所有成员占用同一段内存,修改一个成员会影响其余所有成员。

    结构体占用的内存大于等于所有成员占用的内存的总和(成员之间可能会存在缝隙),共用体占用的内存等于最长的成员占用的内存。共用体使用了内存覆盖技术,同一时刻只能保存一个成员的值,如果对新的成员赋值,就会把原来成员的值覆盖掉。

     

    • 为什么使用union?

    1.解决“相同信息”的困扰,避免重复代码,提高代码的简洁性

    相同成员公用,差异成员则通过 union 区分,这就避免了代码重复,也避免了代码耦合。

    2.节省内存

    C语言程序常用于资源比较紧张的嵌入式设备中,因此合格的C语言程序员应该都是“抠门”的,尽可能的节约资源。如果一些数据不可能在同一时间同时被用到,则可以使用union。

     

    • 如何使用union?

    Video info 是用于描述视频信息的结构体

    有视频的地方常常也会有音频,所以我们的C语言程序还需要描述音频信息。音频信息也包括名称、地址、时间等信息,不过它也有与视频不同的参数,例如采样率,通道数。所以使用C语言描述音频信息,可以使用下面这个结构体:

    这样一来,C语言程序描述视频和音频就简单了,只要使用 video_info audio_info 结构体就可以了:

     但是video_info audio_info 仅个别成员不同,可以合并同类项:

    合并以后需要描述视频和音频时,都使用 av_info 结构体

    不过,这样虽然将 video_info audio_info 的重复代码合并了,同样也导致结构体所占用的内存变大了。同时代码的耦合性增强:用于描述视频的 vinfo 也能访问音频才有的 chnnl_cnt,用于描述音频的 ainfo 也能访问视频的 alg

    那这种情况下,C语言有没有办法,既能避免重复代码,又能避免耦合,同时还能节约资源呢?自然是有的,C语言中的 union 语法就是为此而设计的:

    因为视音频都有名称、地址、大小信息,所以 av_info 中的 nameaddresssize 成员在描述视频和音频时都会被使用。视音频具有差异的几个成员则使用 union 描述,union 中的 vinfo ainfo 共用一块内存区域。

    此时访问视频的编码算法和时间信息,可以如下实现:

    访问音频的采样率和通道数,可以如下实现:

    从上面这几行C语言代码可以看出,此时视音频的相同成员公用,差异成员则通过 union 区分,这就避免了代码重复,也避免了代码耦合。另外,由于union 中的 vinfo ainfo 共用一块内存空间,内存浪费的问题也解决了。这里说的节省内存,是相对于直接合并video_info audio_info那种情况的节省。

    这里继续补充一下ip地址的情况:

    有ipv4自然就会有ipv6,所以一个结构体最好能同时描述出ipv6和ipv4。

    这样子的话,就会省去很多重复的代码,不必为ipv4和ipv6分别定义两个结构体,只需要一个结构体就能描述它们了。

     

    另一种节省内存的方式

    数据不会被同时应用。比如变量a 仅仅只是作为函数开头的一个循环控制值,退出循环后既不做返回值,也不作它用,这时候它所申请的栈内存空间的浪费的。b用作循环后面计算浮点数的,这时候使用union定义这个两个变量确实会节省内存

     

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空空如也

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