有什么好的例子可以说明结构体和联合体的区别吗? 基本上我知道struct使用了它成员的所有内存,而union使用了最大的成员内存空间。还有其他操作系统级别的差异吗?
当前回答
Union不同于struct,因为Union在其他的上面重复:它重新定义同一个内存,而struct一个接一个地定义,没有重叠或重定义。
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从技术上讲,非指:
假设:椅子=记忆块,人=变量
结构:如果有3个人,他们可以坐在相应大小的椅子上。
工会:如果有3个人,只有一张椅子可以坐,所有人都需要在他们想坐的时候使用同一把椅子。
技术上讲是指:
下面提到的程序对结构和联合进行了深入研究。
struct MAIN_STRUCT
{
UINT64 bufferaddr;
union {
UINT32 data;
struct INNER_STRUCT{
UINT16 length;
UINT8 cso;
UINT8 cmd;
} flags;
} data1;
};
MAIN_STRUCT size =sizeof(UINT64) for bufferaddr + sizeof(UNIT32) for union + 32 bit for padding(取决于处理器架构)= 128 bits。 对于结构,所有成员连续获取内存块。
Union获得一个最大大小成员的内存块(这里是32位)。 在联合内部还有一个结构体(INNER_STRUCT),它的成员获得一个总大小为32位(16+8+8)的内存块。在联合中,可以访问INNER_STRUCT(32位)成员或data(32位)。
对于联合,您只应该使用其中一个元素,因为它们都存储在同一个位置。这在您想要存储可能是几种类型之一的内容时非常有用。另一方面,结构体的每个元素都有单独的内存位置,并且它们都可以一次使用。
为了给出它们使用的一个具体例子,我不久前正在研究一个Scheme解释器,我实际上是将Scheme数据类型覆盖到C数据类型上。这涉及到在一个结构体中存储一个指明值类型的枚举和一个用于存储该值的联合。
union foo {
int a; // can't use both a and b at once
char b;
} foo;
struct bar {
int a; // can use both a and b simultaneously
char b;
} bar;
union foo x;
x.a = 3; // OK
x.b = 'c'; // NO! this affects the value of x.a!
struct bar y;
y.a = 3; // OK
y.b = 'c'; // OK
编辑:如果你想知道将x.b设置为“c”会改变x.a的值,从技术上讲,这是未定义的。在大多数现代机器上,char是1字节,int是4字节,所以给x.b的值'c'也给x.a的第一个字节相同的值:
union foo x;
x.a = 3;
x.b = 'c';
printf("%i, %i\n", x.a, x.b);
打印
99, 99
为什么这两个值是一样的?因为int 3的最后3个字节都是0,所以它也被读为99。如果我们为x.a输入一个更大的数字,你会发现情况并非总是如此:
union foo x;
x.a = 387439;
x.b = 'c';
printf("%i, %i\n", x.a, x.b);
打印
387427, 99
为了更仔细地查看实际的内存值,让我们设置并打印十六进制的值:
union foo x;
x.a = 0xDEADBEEF;
x.b = 0x22;
printf("%x, %x\n", x.a, x.b);
打印
deadbe22, 22
您可以清楚地看到0x22覆盖了0xEF的位置。
BUT
在C语言中,int类型的字节顺序没有定义。这个程序在我的Mac上用0x22覆盖了0xEF,但是在其他平台上它会覆盖0xDE,因为组成int的字节的顺序颠倒了。因此,在编写程序时,永远不要依赖于覆盖联合中特定数据的行为,因为它是不可移植的。
有关字节排序的更多信息,请参阅endianness。
联合的用法 当需要特殊类型的对话时,联合经常被使用。 来了解联合的用处。c/c标准库没有定义专门为将短整数写入文件而设计的函数。使用fwrite()会导致简单操作的开销过大。然而,使用联合可以很容易地创建一个函数,该函数将一个短整数的二进制每次一个字节写入文件。我假设短整数是2字节长
示例:
#include<stdio.h>
union pw {
short int i;
char ch[2];
};
int putw(short int num, FILE *fp);
int main (void)
{
FILE *fp;
fp fopen("test.tmp", "wb ");
putw(1000, fp); /* write the value 1000 as an integer*/
fclose(fp);
return 0;
}
int putw(short int num, FILE *fp)
{
pw word;
word.i = num;
putc(word.c[0] , fp);
return putc(word.c[1] , fp);
}
虽然我用短整数调用putw(),但可以使用putc()和fwrite()。但是我想展示一个例子来说明如何使用联合
有什么好的例子可以说明结构体和联合体的区别吗?
下面是来自嵌入式系统应用的真实例子。它只使用联合,但它清楚地显示了联合的功能。
I2C通信协议的写函数在从传递给它的数组中检索数据时使用联合类型,用于数据存储。
union data
{
uint32_t packet;
uint8_t packetbyte[4];
} txdata;
通过指针传递给write函数的数组包含一个字节大小的元素。在for循环中,这些字节分四个步骤逐一提取,并存储到txdata的各个元素中。packetbyte成员。
循环结束后,txdata。数据包包含4个字节的数据,这些数据被连续存储到txdata联合中。作为通过通信总线发送数据的最后一步,txdata。数据包被写入32位缓冲区,在被写入后,32位缓冲区启动写序列。然后通过txdata重置内容。在next for循环开始执行之前,Packet = 0。
通过这种方式,I2C主机可以重新传输32位数据包,直到发送通过的输入数据并终止写入功能。
结构分配其中所有元素的总大小。
一个联合只分配它最大的成员所需要的内存。