共用體union的用法舉例
阿新 • • 發佈:2019-02-02
以前在學校學習C語言的時候一直搞不懂那個共用體union有什麼用的。工作之後才發現它的一些妙用,現舉例如下:
1. 為了方便看懂程式碼。
比如說想寫一個3 * 3的矩陣,可以這樣寫:
[ 注:下面用紅色部分標記的地方是後來新增上去的,謝謝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;
這兩個東西共同使用相同的空間,所以沒有空間浪費,在需要整體用矩陣的時候可以用
m._matrix.f (比如說傳參,或者是整體賦值等);需要用其中的幾個元素的時候可以用m._matrix._f11那樣可以避免用m.f[0][0](這樣不大直觀,而且容易出錯)。
2. 用在強制型別轉換上(比強制型別轉換更加容易看懂)
下面舉幾個例子:
(1). 判斷系統用的是big endian 還是 little endian(其定義大家可以到網上查相關資料,此略)
- #define TRUE 1
- #define FALSE 0
-
#define BOOL int
- BOOL isBigEndian()
- {
- int i = 1; /* i = 0x00000001*/
- char c = *(char *)&i; /* 注意不能寫成 char c = (char)i; */
- return (int )c != i;
- }
反之亦然
也許看起來不是很清晰,下面來看一下這個:
- BOOL isBigEndian()
- {
- union
- {
- int i;
- char c;
- }test;
- test.c = 2;
- return test.i != 2;
- }
這裡用的是union來控制這個共享佈局,有個知識點就是union裡面的成員c和i都是從低地址開始對齊的。同樣可以得到如此結果,而且不用轉換,清晰一些。
什麼,不覺得清晰??那再看下面的例子:
(2). 將little endian下的long long型別的值換成 big endian型別的值。已經知道系統提供了下面的api:long htonl(long lg);作用是把所有的位元組序換成大端位元組序。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;
- }
只要把記憶體結構的草圖畫出來就比較容易明白了。
(3).為了理解c++類的佈局,再看下面一個例子。有如下類:
- class Test
- {
- public :
- float getFVal(){ return f;}
- private :
- int i;
- char c;
- float f;
- };
- Test t;
不能在類Test中增加程式碼,給物件中的f賦值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;
- }
說明:因為在增加類的成員函式時候,那個類的物件的佈局基本不變。因此可以寫一個與Test類一樣結構的類Test_Cpy,而多了一個成員函式setVal,再用uinon結構對齊,就可以給私有變數賦值了。(這種方法在有虛機類和虛擬函式機制時可能失靈,故不可移植)至於詳細的討論,網上有,這個例子在實際中沒有用途,只是用來考察這個記憶體佈局的使用而已.
union在作業系統底層的程式碼中用的比較多,因為它在記憶體共賞佈局上方便且直觀。所以網路程式設計,協議分析,核心程式碼上有一些用到union都比較好懂,簡化了設計。