共用體的用法(轉載只是為了查閱方便,若侵權立刪)
在C語言中,還有另外一種和結構體非常類似的語法,叫做共用體(Union),它的定義格式為:
union 共用體名{
成員列表
};
共用體有時也被稱為聯合或者聯合體,這也是 Union 這個單詞的本意。
結構體和共用體的區別在於:結構體的各個成員會佔用不同的記憶體,互相之間沒有影響;而共用體的所有成員佔用同一段記憶體,修改一個成員會影響其餘所有成員。
結構體佔用的記憶體大於等於所有成員佔用的記憶體的總和(成員之間可能會存在縫隙),共用體佔用的記憶體等於最長的成員佔用的記憶體。共用體使用了記憶體覆蓋技術,同一時刻只能儲存一個成員的值,如果對新的成員賦值,就會把原來成員的值覆蓋掉。
共用體也是一種自定義型別,可以通過它來建立變數,例如:
1 2 3 4 5 6 |
|
上面是先定義共用體,再建立變數,也可以在定義共用體的同時建立變數:
1 2 3 4 5 |
|
如果不再定義新的變數,也可以將共用體的名字省略:
1 2 3 4 5 |
|
共用體 data 中,成員 f 佔用的記憶體最多,為 8 個位元組,所以 data 型別的變數(也就是 a、b、c)也佔用 8 個位元組的記憶體,請看下面的演示:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 |
|
執行結果:
4, 4
40, @, 40
39, 9, 39
2059, Y, 2059
3E25AD54, T, AD54
這段程式碼不但驗證了共用體的長度,還說明共用體成員之間會相互影響,修改一個成員的值會影響其他成員。
要想理解上面的輸出結果,弄清成員之間究竟是如何相互影響的,就得了解各個成員在記憶體中的分佈。以上面的 data 為例,各個成員在記憶體中的分佈如下:
成員 n、ch、m 在記憶體中“對齊”到一頭,對 ch 賦值修改的是前一個位元組,對 m 賦值修改的是前兩個位元組,對 n 賦值修改的是全部位元組。也就是說,ch、m 會影響到 n 的一部分資料,而 n 會影響到 ch、m 的全部資料。
上圖是在絕大多數 PC 機上的記憶體分佈情況,如果是 51 微控制器,情況就會有所不同:
為什麼不同的機器會有不同的分佈情況呢?這跟機器的儲存模式有關,我們將在VIP教程《大端小端以及判別方式》一節中展開探討。
共用體的應用
共用體在一般的程式設計中應用較少,在微控制器中應用較多。對於 PC 機,經常使用到的一個例項是: 現有一張關於學生資訊和教師資訊的表格。學生資訊包括姓名、編號、性別、職業、分數,教師的資訊包括姓名、編號、性別、職業、教學科目。請看下面的表格:
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 分別表示女性和男性,s 表示學生,t 表示教師。可以看出,學生和教師所包含的資料是不同的。現在要求把這些資訊放在同一個表格中,並設計程式輸入人員資訊然後輸出。
如果把每個人的資訊都看作一個結構體變數的話,那麼教師和學生的前 4 個成員變數是一樣的,第 5 個成員變數可能是 score 或者 course。當第 4 個成員變數的值是 s 的時候,第 5 個成員變數就是 score;當第 4 個成員變數的值是 t 的時候,第 5 個成員變數就是 course。
經過上面的分析,我們可以設計一個包含共用體的結構體,請看下面的程式碼:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 |
|
執行結果:
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