什么时候应该使用工会?我们为什么需要它们?
当前回答
联合通常用于整数和浮点数的二进制表示之间的转换:
union
{
int i;
float f;
} u;
// Convert floating-point bits to integer:
u.f = 3.14159f;
printf("As integer: %08x\n", u.i);
尽管根据C标准,这在技术上是未定义的行为(您只应该阅读最近编写的字段),但它将在几乎任何编译器中以定义良好的方式起作用。
联合有时也被用来实现C语言中的伪多态性,通过给一个结构一些标记来指示它包含什么类型的对象,然后将可能的类型联合在一起:
enum Type { INTS, FLOATS, DOUBLE };
struct S
{
Type s_type;
union
{
int s_ints[2];
float s_floats[2];
double s_double;
};
};
void do_something(struct S *s)
{
switch(s->s_type)
{
case INTS: // do something with s->s_ints
break;
case FLOATS: // do something with s->s_floats
break;
case DOUBLE: // do something with s->s_double
break;
}
}
这使得struct S的大小只有12字节,而不是28字节。
其他回答
包含不同记录类型的文件。 包含不同请求类型的网络接口。
看一下这个:X.25缓冲区命令处理
许多可能的X.25命令中的一个被接收到缓冲区中,并通过使用所有可能结构的UNION进行适当的处理。
这里有一个来自我自己代码库的联合的例子(来自记忆和转述,所以可能不准确)。它被用来在我构建的解释器中存储语言元素。例如,以下代码:
set a to b times 7.
由以下语言元素组成:
[设置]符号 可变[a] 符号[到] 可变[b] 符号[时报] 康斯坦[7] 符号[。]
语言元素被定义为“#define”值,如下:
#define ELEM_SYM_SET 0
#define ELEM_SYM_TO 1
#define ELEM_SYM_TIMES 2
#define ELEM_SYM_FULLSTOP 3
#define ELEM_VARIABLE 100
#define ELEM_CONSTANT 101
下面的结构被用来存储每个元素:
typedef struct {
int typ;
union {
char *str;
int val;
}
} tElem;
然后,每个元素的大小是最大联合的大小(typ为4字节,联合为4字节,尽管这些是典型值,但实际大小取决于实现)。
为了创建一个“set”元素,你可以使用:
tElem e;
e.typ = ELEM_SYM_SET;
为了创建一个“variable[b]”元素,你可以使用:
tElem e;
e.typ = ELEM_VARIABLE;
e.str = strdup ("b"); // make sure you free this later
为了创建一个常量[7]元素,你可以使用:
tElem e;
e.typ = ELEM_CONSTANT;
e.val = 7;
你可以很容易地将其扩展为包含浮点数(float flt)或有理数(struct ratnl {int num;Int denom;})和其他类型。
基本前提是str和val在内存中不是连续的,它们实际上是重叠的,所以这是一种在同一块内存上获得不同视图的方法,如图所示,其中结构基于内存位置0x1010,整数和指针都是4字节:
+-----------+
0x1010 | |
0x1011 | typ |
0x1012 | |
0x1013 | |
+-----+-----+
0x1014 | | |
0x1015 | str | val |
0x1016 | | |
0x1017 | | |
+-----+-----+
如果只是在一个结构中,它看起来会是这样的:
+-------+
0x1010 | |
0x1011 | typ |
0x1012 | |
0x1013 | |
+-------+
0x1014 | |
0x1015 | str |
0x1016 | |
0x1017 | |
+-------+
0x1018 | |
0x1019 | val |
0x101A | |
0x101B | |
+-------+
有很多用法。只需执行grep union /usr/include/*或类似目录。大多数情况下,联合被包装在结构中,结构的一个成员告诉联合中的哪个元素可以访问。例如,为现实生活的实现签出man elf。
这是基本原则:
struct _mydata {
int which_one;
union _data {
int a;
float b;
char c;
} foo;
} bar;
switch (bar.which_one)
{
case INTEGER : /* access bar.foo.a;*/ break;
case FLOATING : /* access bar.foo.b;*/ break;
case CHARACTER: /* access bar.foo.c;*/ break;
}
我在几个库中看到过它作为面向对象继承的替代品。
E.g.
Connection
/ | \
Network USB VirtualConnection
如果你想让Connection“类”是上面的任何一个,你可以这样写:
struct Connection
{
int type;
union
{
struct Network network;
struct USB usb;
struct Virtual virtual;
}
};
libinfinity示例:http://git.0x539.de/?p=infinote.git;a=blob;f=libinfinity/common/inf-session.c;h=3e887f0d63bd754c6b5ec232948027cbbf4d61fc;hb=HEAD#l74
联合在嵌入式编程或需要直接访问硬件/内存的情况下特别有用。这里有一个简单的例子:
typedef union
{
struct {
unsigned char byte1;
unsigned char byte2;
unsigned char byte3;
unsigned char byte4;
} bytes;
unsigned int dword;
} HW_Register;
HW_Register reg;
然后,您可以按如下方式访问reg:
reg.dword = 0x12345678;
reg.bytes.byte3 = 4;
字节顺序和处理器体系结构当然很重要。
另一个有用的特性是位修饰符:
typedef union
{
struct {
unsigned char b1:1;
unsigned char b2:1;
unsigned char b3:1;
unsigned char b4:1;
unsigned char reserved:4;
} bits;
unsigned char byte;
} HW_RegisterB;
HW_RegisterB reg;
使用这段代码,您可以直接访问寄存器/内存地址中的单个位:
x = reg.bits.b2;