什么时候应该使用工会?我们为什么需要它们?


当前回答

一个简单而有用的例子是....

想象一下:

你有一个uint32_t数组[2],想要访问字节链的第3个和第4个字节。 你可以做*((uint16_t*) &数组[1])。 但遗憾的是,这打破了严格的混叠规则!

但是已知的编译器允许你做以下事情:

union un
{
    uint16_t array16[4];
    uint32_t array32[2];
}

严格来说,这仍然是违反规则的。但是所有已知的标准都支持这种用法。

其他回答

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。

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.        */
};

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;

当您希望对由硬件、设备或网络协议定义的结构进行建模时,或者当您要创建大量对象并希望节省空间时,可以使用联合。不过,在95%的情况下,你真的不需要它们,坚持使用易于调试的代码。

当你有一个函数,你返回的值可以不同,这取决于函数做了什么,使用联合。