关于联合体union的详细解释

1.概述

联合体union的定义方式与结构体一样，但是二者有根本区别。

在结构中各成员有各自的内存空间，一个结构变量的总长度是各成员长度之和。而在“联合”中，各成员共享一段内存空间，一个联合变量的长度等于各成员中最长的长度。

2.联合体长度

在The C Programming Language里面讲述union内存分配的原话是

1）联合体就是一个结构

2）联合体的所有成员相对于基地址的偏移量为0

3）此结构空间要大到总够容纳最“宽”的成员

4）并且，其对其方式要适合于联合体中所有类型的成员

我的理解可以概括为两点：

1）联合体的结构空间要足够大，要等于最长的一个结构变量的空间，但是这个最长的空间要满足以下条件：

     1.要大于等于最长的一个结构变量的空间

      2.并且要能够整除其他结构变量的数据长度，即联合体空间对其他成员的元类型要能够整除（int a[5]，其元类型为int，元类型长度为4），实际上就是要取一个元类型的最小公倍数。

这儿举例来说

[cpp] view plaincopyprint?

1. union     
2. {   
3.     float   fuel_load;   
4.     char a[5];  
5.     int   pallets;   
6. }fighter;   

union   { float   fuel_load; char a[5];int   pallets; }fighter; 

这个结构体中，各个结构变量的空间分别为float   fuel_load; 占4个字节，char a[5];占5个字节，int   pallets;占4个字节。通过“3）此结构空间要大到总够容纳最“宽”的成员”这句话，我们可以认为是结构体的空间为5个字节即可，但是“其对其方式要适合于联合体中所有类型的成员”没有满足，对于这个问题，通过上面红色字体部分可以解决。，因此联合体空间为8.8可以整除 4（float、int长度）和1（char的长度），并且8大于数组5.

再举一个例子有助于大家理解。

[cpp] view plaincopyprint?

1. struct   aircraft   
2. {   
3. int   wingspan;   
4. int   passengers;   
5. union     
6. {   
7. float   fuel_load;   
8. float   bomb_load;   
9. int   pallets;   
10. };   
11. }fighter;   

struct   aircraft { int   wingspan; int   passengers; union   { float   fuel_load; float   bomb_load; int   pallets; }; }fighter; 

 

sizeof（fighter） 是12 。int   wingspan; int   passengers;两个int型 8个字节。union中 3个都是4个字节，因此union长度为4个字节。 

3.内存分配

一句话：联合体变量的各个成员都是从低字节开始公用的。即：所有的成员都是从低字节开始的。

我们先为整个union分配一个空间，这个空间大小就是上面（2）内存分配中所讲述的。

[cpp] view plaincopyprint?

1. union {  
2.       int i;  
3.       char x[2];  
4. }a;  
5. int main(void)  
6. {  
7.    a.x[0] = 10;  
8.    a.x[1] = 1;  
9.    printf("%d\n",a.i);  
10.    return 0;  
11. }  

union {      int i;      char x[2];}a;int main(void){   a.x[0] = 10;   a.x[1] = 1;   printf("%d\n",a.i);   return 0;}

其内存如下图所示。a.x[0] 处于低字节，x[1]高字节。当调用i这个成员变量的时候，其开始地址仍然是从起始地址开始，数4个字节输出。因此为 256 + 10 = 266

程序附上：

[cpp] view plaincopyprint?

1. #include <string.h>   
2. #include <stdio.h>   
3. #include <unistd.h>   
4. #if 0   
5. typedef union data{  
6.      float a;  
7.      float b;  
8.      int c;  
9. }data_t;  
10. int main(int argc ,char **argv)  
11. {  
12.   
13.      printf("sizeof(float):%d\nsizeof(data_t):%d\n",sizeof(float),sizeof(data_t));  
14.      return 0;  
15.   
16.   
17. }  
18. #endif   
19. typedef union data{  
20.      int i;  
21.      char x[2];  
22. }data_t;  
23. int main(int argc ,char **argv)  
24. {  
25.   
26.         data_t datab;  
27.      memset(&datab,0,sizeof(datab));  
28.      datab.x[0] = 10;  
29.      datab.x[1] = 1;  
30.       
31.         printf("sizeof(float):%d\nsizeof(int):%d\n",sizeof(float),sizeof(int));  
32.      printf("datab.i :%d\n",datab.i);  
33.      return 0;  
34.   
35.   
36. }  

#include <string.h>#include <stdio.h>#include <unistd.h>#if 0typedef union data{     float a;     float b;     int c;}data_t;int main(int argc ,char **argv){     printf("sizeof(float):%d\nsizeof(data_t):%d\n",sizeof(float),sizeof(data_t));     return 0;}#endiftypedef union data{     int i;     char x[2];}data_t;int main(int argc ,char **argv){        data_t datab;     memset(&datab,0,sizeof(datab));     datab.x[0] = 10;     datab.x[1] = 1;            printf("sizeof(float):%d\nsizeof(int):%d\n",sizeof(float),sizeof(int));     printf("datab.i :%d\n",datab.i);     return 0;}

4.附录 各个数据类型的长度

type bytes

int  4

char 1

short int 2

bool 1

long 4

long long 8

float 4

double 8

long double 8

[cpp] view plaincopyprint?

1. <PRE class=cpp name="code"> </PRE>  
2. <PRE></PRE>  
3. <PRE></PRE>  
4. <PRE></PRE>  
5. <PRE></PRE>  

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