联合体(共同体)

转载自：http://blog.csdn.net/haiou0/article/details/6903463

void test ()

{

 union V {

          struct X {

                  unsigned char s1:2;     //   :2  指 占两个字符？ 是两个bit。若是int 占多少？

                  unsigned char s2:3;

                  unsigned char s3:3;

           } x;

          unsigned char c;

 } v;

     v.c = 100;

     printf("%d\n", v.x.s3);

     printf("%d\n", v.x.s2);

     printf("%d\n", v.x.s1);

}

输出什么？怎样输出的？ ————>  3  （回车） 1 （回车） 0 （回车）

v是联合体（共用体）变量，共有两个元素x和c，都需要一个字节，它们分配于同一个地址。而x是结构体变量，共有三个元素s1、s2、s3，分别占2位、3位、3位。分配内存低字节在内存低地址，高字节在高地址。当有v.c=100(其二进制为01100100)时，v.c的二进制值在内存中存放为：低位在内存低地址，高位在高地址，各变量的关系及内存存储情况见图所示。其中x的成员s3为二进制的011，即十进制的3，所以输出结果为3。

你的这个属于位域问题哈！联合体中 x 和 c共用一个内存空间，这也是为什么联合体在某一时刻只能保存一个数据类型的值。100的二进制位 01100100。（高字节 -> 低字节）而一般的机器（一般PC的CPU）都是小端，也就是低字节在前，所以s3占3位位 011.输出结果为 3

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共用体 
构造数据类型,也叫联合体 
用途：使几个不同类型的变量共占一段内存(相互覆盖) 

结构体是一种构造数据类型 
用途：把不同类型的数据组合成一个整体-------自定义数据类型 

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结构体变量所占内存长度是各成员占的内存长度的总和。 


共同体变量所占内存长度是各最长的成员(其中有结构体的话，则结构体总内存和为一个单位)占的内存长度。

共同体每次只能存放哪个的一种！！ 

共同体变量中起作用的成员是最后一次存放的成员， 
在存入新的成员后原有的成员失去了作用！ 

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Structure 与 Union主要有以下区别: 

1. struct和union都是由多个不同的数据类型成员组成, 但在任何同一时刻, union中只存放了一个被选中的成员, 而struct的所有成员都存在。在struct中，各成员都占有自己的内存空间，它们是同时存在的。一个struct变量的总长度等于所有成员长度之和。在Union中，所有成员不能同时占用它的内存空间，它们不能同时存在。Union变量的长度等于最长的成员的长度。

2. 对于union的不同成员赋值, 将会对其它成员重写, 原来成员的值就不存在了, 而对于struct的不同成员赋值是互不影响的。



举一个例子： 

例：

#include <stdio.h> 

void main() 
{       
union{                                                /*定义一个联合*/       
int i;       
struct{                                     /*在联合中定义一个结构*/       
char first;       
char second;       
}half;       
}number;       
number.i=0x4241; /*联合成员赋值*/       
printf("%c%c\n", number.half.first, number.half.second);       
number.half.first='a';                  /*联合中结构成员赋值*/       
number.half.second='b';       
printf("%x\n", number.i);

                         system("pause"); 
} 

输出结果为: 
AB 
6261

分析：

union的成员是共用内存的
union{ 
int i; 
struct{ 
char first; 
char second;
}half;
}number; 
number.i=0x4241;

在这里i 和 half结构是共用内存

number.i=0x4241给i赋值后,内存中以二进制存储0100 0010 0100 0001
按顺序对应到结构中
halt.first=01000010   转换成10进制就是66（字母A的asc码）
halt.second=01000001 转换成10进制是65   （字母B的asc码）
所以输出后就是 AB

下面同理了

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第一题： 
＃include <stdio.h> 
union 
{ 
int i; 
char x[2]; 
}a; 
void main() 
{ 
a.x[0] = 10; 
a.x[1] = 1; 
printf("%d",a.i); 
} 
答案：266 
第二题： 
main() 
{ 
union{ /*定义一个联合*/ 
int i; 
struct{ /*在联合中定义一个结构*/ 
char first; 
char second; 
}half; 
}number; 
number.i=0x4241; /*联合成员赋值*/ 
printf("%c%c\n", number.half.first, mumber.half.second); 
number.half.first='a'; /*联合中结构成员赋值*/ 
number.half.second='b'; 
printf("%x\n", number.i); 
getch(); 
} 
答案： AB 6261

C语言中的联合体（UNION）的概念是，联合体中的多种数据类型共享同一个内存空间。就拿你举的例子来说： 
union 
{ 
int i; 
char x[2]; 
}a; 
在联合体a中定义了两种数据类型，字符数组x以及整形变量i.其中整形变量是16位的，数组大小为2的字符数组为8X2＝16位。如此一来，编译器便会为 联合体a在内存中开辟一个16位的空间，这个空间里存储联合体的数据，但是这个空间只有16位，它既是整形变量的数据，也是字符数组的数据。如果你的程序 从字符数组的角度解析这个空间，那么它就是两个字符，如果你的程序从整型的角度解析这个空间，那么它就是一个整数。
以你的程序为例子，现在已经开辟了一个16位的空间，然后我们假定现在空间还没有被赋值，为： 
00000000 00000000 
那么在运行完代码 
a.x[0] = 10; 
a.x[1] = 1; 
之后，16位的空间变为： 
00000110 00000001 
然后程序运行 
printf("%d",a.i); 
就是把联合体a当成一个整数来解析，而不是字符串数组。那么这样一来，程序就把这16位变成了一个完整的整数： 
(00000001 00000110)二进制 ＝ （266）十进制 
注意，你可以看到程序在把16位弄成整数的时候把后面八位放在了前面，前面八位放在了后面。这个反序是计算机存储结构造成的，这个和联合体没有直接关系。如果感兴趣的话可以参考汇编语言。
就是这个道理。

第二个例子同样， 
union{ /*定义一个联合*/ 
int i; 
struct{ /*在联合中定义一个结构*/ 
char first; 
char second; 
}half; 
}number; 

定义了联合体number,这个联合体有两种数据类型，整形i(16位），以及一个结构体（struct half)(2个char，16位）。所以编译器为这个联合体开辟一个16位的空间：
00000000 00000000 
然后赋值： 
number.i=0x4241; 
这个时候，联合体以整形的身份出现，16位的空间将被整体认为是一个整数赋值。 
注意(0x4241)(16进制） ＝ （01000010 01000001）二进制。还记得刚才说的，计算机存储的时候是反着存的吗，先存低位，再存高位（参考汇编语言），因此16位地址被赋值位
01000001 01000010 
然后 
printf("%c%c\n", number.half.first, mumber.half.second); 
实际上是把16位空间以结构体half的角度解析，也就是两个char. 
那么第一个:number.half.first = (01000001)二进制 ＝ (65)十进制 ＝ A(ASCII码） 
同理number.half.second = B(ASCII码） 
当然后头又给first和second赋值位"a"和"b",这样会把16位空间弄成是： 
01100001 01100010 
然后用 
printf("%x\n", number.i); 
就是把16位看成整数，记住高地位反过来 
（01100010 01100001）二进制 ＝   (0X6261)16进制 
所以结果就是：0x6261. 

getch(); 
最后记得按任意键结束程序。

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试题1：请写一个C函数，若处理器是Big_endian的，则返回0；若是Little_endian的，则返回1

解答：

int checkCPU()
{
{
union w
{ 
int a;
char b;
} c;
c.a = 1;
return (c.b == 1);
}
}
剖析：

嵌入式系统开发者应该对Little-endian和Big-endian模式非常了解。采用Little-endian模式的CPU对操作数的存放 方式是从低字节到高字节，而Big-endian模式对操作数的存放方式是从高字节到低字节。例如，16bit宽的数0x1234在Little- endian模式CPU内存中的存放方式（假设从地址0x4000开始存放）为：

内存地址存放内容0x40000x340x40010x12
而在Big-endian模式CPU内存中的存放方式则为：

内存地址存放内容0x40000x120x40010x34
32bit宽的数0x12345678在Little-endian模式CPU内存中的存放方式（假设从地址0x4000开始存放）为：

内存地址存放内容0x40000x780x40010x560x40020x340x40030x12
而在Big-endian模式CPU内存中的存放方式则为：

内存地址存放内容0x40000x120x40010x340x40020x560x40030x78
联合体union的存放顺序是所有成员都从低地址开始存放，面试者的解答利用该特性，轻松地获得了CPU对内存采用Little-endian还是Big-endian模式读写。如果谁能当场给出这个解答，那简直就是一个天才的程序员。

试题2：写一个函数返回1+2+3+…+n的值（假定结果不会超过长整型变量的范围） 

解答：

int Sum( int n )
{ 
return ( (long)1 + n) * n / 2;　　//或return (1l + n) * n / 2;
}
剖析：

对于这个题，只能说，也许最简单的答案就是最好的答案。下面的解答，或者基于下面的解答思路去优化，不管怎么“折腾”，其效率也不可能与直接return ( 1 l + n ) * n / 2相比！



int Sum( int n )
{
long sum = 0;
for( int i=1; i<=n; i++ )
{
sum += i;
}
return sum;
}