转(C语言)共用体union的用法举例

 

以前在学校学习C语言的时候一直搞不懂那个共用体union有什么用的。工作之后才发现它的一些妙用,现举例如下:

1. 为了方便看懂代码。

比如说想写一个3 * 3的矩阵,可以这样写:
[ 注:下面用红色部分标记的地方是后来添加上去的,谢谢yrqing718的提醒!]

    1. struct
    2. {
    3. union
    4.     {
    5. struct
    6. {
    7. float
    8. };
    9. float
    10.     }_matrix;
    11. };
    12. 
    13. struct
    14.

    这两个东西共同使用相同的空间,所以没有空间浪费,在需要整体用矩阵的时候可以用

    m._matrix.f (比如说传参,或者是整体赋值等);需要用其中的几个元素的时候可以用m._matrix._f11那样可以避免用m.f[0][0](这样不大直观,而且容易出错)。


    2. 用在强制类型转换上(比强制类型转换更加容易看懂)

    下面举几个例子:


    (1). 判断系统用的是big endian 还是 little endian(其定义大家可以到网上查相关资料,此略)


    1. #define TRUE 1
    2. #define FALSE 0
    3. #define BOOL int
    4. 
    5. 
    6. BOOL
    7. {
    8. int  i = 1;   /* i = 0x00000001*/
    9. char  c = *(char  *)&i; /* 注意不能写成 char c = (char)i; */
    10. return  (int
    11. }

    如果是little endian字节序的话,那个i = 1;的内存从小到大依次放的是:0x01 0x00 0x00 0x00,如是,按照i的起始地址变成按照char *方式(1字节)存取,即得c = 0x01;

    反之亦然


    也许看起来不是很清晰,下面来看一下这个:

     

    1. BOOL
    2. {
    3. union
    4.     {
    5. int
    6. char
    7.     }test;
    8.     
    9.     test.c = 2;
    10.  
    11. return
    12. }

    这里用的是union来控制这个共享布局,有个知识点就是union里面的成员c和i都是从低地址开始对齐的。同样可以得到如此结果,而且不用转换,清晰一些。

    什么,不觉得清晰??那再看下面的例子:

    (2). 将little endian下的long long类型的值换成 big endian类型的值。已经知道系统提供了下面的api:long htonl(long lg);作用是把所有的字节序换成大端字节序。因此得出下面做法:

    1. long  long  htonLL(long  long
    2. {
    3. union
    4.     {
    5. struct
    6.         { 
    7. long
    8. long
    9.         }val_1;
    10. long  long
    11.     }val_arg, val_ret;
    12. 
    13. 
    14. if
    15. return
    16.     val_arg.val_2 = lg;
    17. 
    18. 
    19.     val_ret.val_1.low = htonl( val_arg.val_1.high );
    20.     val_ret.val_1.high = htonl( val_arg.val_1.low );    
    21. 
    22. return
    23. }

    只要把内存结构的草图画出来就比较容易明白了。

    (3).为了理解c++类的布局,再看下面一个例子。有如下类:

    1. class
    2. {
    3. public
    4. float  getFVal(){ return
    5. private
    6. int
    7. char
    8. float
    9. };
    10. Test t;
    不能在类Test中增加代码,给对象中的f赋值7.0f.
    1. class
    2. {
    3. public
    4. float  getVal(){ return
    5. float  setVal(float  f){ this
    6. private
    7. int
    8. char
    9. float
    10. };
    11. 
    12. ....
    13. 
    14. int
    15. {
    16.     Test t;
    17. union
    18.     {
    19.          Test t1, 
    20.          Test_Cpy t2;
    21.     }test;
    22. 
    23.     test.t2.setVal(7.0f);
    24.     t = test.t1;
    25.     assert( t.getVal() == 7.0f );   
    26. 
    27. return
    28. }

    说明:因为在增加类的成员函数时候,那个类的对象的布局基本不变。因此可以写一个与Test类一样结构的类Test_Cpy,而多了一个成员函数setVal,再用uinon结构对齐,就可以给私有变量赋值了。(这种方法在有虚机类和虚函数机制时可能失灵,故不可移植)至于详细的讨论,网上有,这个例子在实际中没有用途,只是用来考察这个内存布局的使用而已.

    union在操作系统底层的代码中用的比较多,因为它在内存共赏布局上方便且直观。所以网络编程,协议分析,内核代码上有一些用到union都比较好懂,简化了设计。