什么时候应该使用工会?我们为什么需要它们?
当前回答
我在为嵌入式设备编码时使用union。我有一个16位的C整数。当我需要从/存储到EEPROM时,我需要检索高8位和低8位。所以我用了这种方法:
union data {
int data;
struct {
unsigned char higher;
unsigned char lower;
} parts;
};
它不需要移动,所以代码更容易阅读。
另一方面,我看到一些旧的c++ stl代码使用联合的stl分配器。如果您感兴趣,可以阅读sgi stl源代码。下面是其中的一段:
union _Obj {
union _Obj* _M_free_list_link;
char _M_client_data[1]; /* The client sees this. */
};
其他回答
联合允许互斥的数据成员共享相同的内存。当内存比较稀缺时,例如在嵌入式系统中,这是非常重要的。
示例如下:
union {
int a;
int b;
int c;
} myUnion;
这个联合将占用一个int值的空间,而不是3个独立的int值。如果用户设置了a的值,然后设置了b的值,它将覆盖a的值,因为它们都共享相同的内存位置。
我在为嵌入式设备编码时使用union。我有一个16位的C整数。当我需要从/存储到EEPROM时,我需要检索高8位和低8位。所以我用了这种方法:
union data {
int data;
struct {
unsigned char higher;
unsigned char lower;
} parts;
};
它不需要移动,所以代码更容易阅读。
另一方面,我看到一些旧的c++ stl代码使用联合的stl分配器。如果您感兴趣,可以阅读sgi stl源代码。下面是其中的一段:
union _Obj {
union _Obj* _M_free_list_link;
char _M_client_data[1]; /* The client sees this. */
};
我想说,它可以更容易地重用可能以不同方式使用的内存,即节省内存。例如,你想做一些“变体”结构体,能够保存一个短字符串以及一个数字:
struct variant {
int type;
double number;
char *string;
};
在32位系统中,这将导致每个变体实例至少使用96位或12个字节。
使用联合可以将大小减小到64位或8字节:
struct variant {
int type;
union {
double number;
char *string;
} value;
};
如果你想添加更多不同的变量类型,你甚至可以保存更多。这可能是真的,你可以做类似的事情,强制转换一个空指针-但联合使它更容易访问,以及类型安全。这样的节省听起来并不是很大,但是您节省了用于该结构的所有实例的三分之一的内存。
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。
许多答案都涉及从一种类型转换到另一种类型。我从具有相同类型的联合中得到最多的使用(即在解析串行数据流时)。它们允许解析/构造一个有框架的包变得很简单。
typedef union
{
UINT8 buffer[PACKET_SIZE]; // Where the packet size is large enough for
// the entire set of fields (including the payload)
struct
{
UINT8 size;
UINT8 cmd;
UINT8 payload[PAYLOAD_SIZE];
UINT8 crc;
} fields;
}PACKET_T;
// This should be called every time a new byte of data is ready
// and point to the packet's buffer:
// packet_builder(packet.buffer, new_data);
void packet_builder(UINT8* buffer, UINT8 data)
{
static UINT8 received_bytes = 0;
// All range checking etc removed for brevity
buffer[received_bytes] = data;
received_bytes++;
// Using the struc only way adds lots of logic that relates "byte 0" to size
// "byte 1" to cmd, etc...
}
void packet_handler(PACKET_T* packet)
{
// Process the fields in a readable manner
if(packet->fields.size > TOO_BIG)
{
// handle error...
}
if(packet->fields.cmd == CMD_X)
{
// do stuff..
}
}
编辑 关于字节序和结构填充的评论是有效的,而且非常值得关注。我几乎完全在嵌入式软件中使用了这段代码,其中大部分我都可以控制管道的两端。