C語言 C 中的union用法總結

2022-09-27 10:24:13 字數 3101 閱讀 2773

開始的話

已經好長時間沒有更新了,對不起自己,更對不起我親愛的讀者,同時也對不起自己開辦的這個部落格平台。忙,太忙了,忙於找工作,找乙份好工作,糾結於去大城市闖呢,還是回到本省的首府城市。大家都在糾結這個問題,也希望大家和我討論討論。別的先不說了,都工作這麼長時間了,還回過頭來總結union,確實有點過分,要是和大家說我一直從事於c++開發,還不懂union,大家可能還真的不信。我們每天都在總結那些看似高階的東西,什麼設計模式(當然我也有總結了)、重構(後期我也會說的了)了,卻忽略了那些最基礎,最根本的知識點。今天別人問我,我蒙了,所以,就有了這篇文章。

什麼是union?

翻譯過來說,www.cppcns.com就是共用體,或者也叫聯合體。說到了union,也就是共用體,就不得不說一下struct了,當我們有如下的struct的定義時:

複製** **如下:

struct student

;關於struct的記憶體結構,將就會像下圖所示這樣(在x86機器上演示):

sizeof(struct student)的值為12bytes。但是,當我們定義如下的union時,

複製** **如下:

union test

;sizeof(union test)的值為4。這為什麼呢?這就是需要說的。 有的時候,我們需要幾種不同型別的變數存在在同一段的記憶體空間中,就像上面的,我們需要將乙個char型別的mark、乙個long型別的num變數和乙個float型別的score變數存放在同乙個位址開始的記憶體單元中。上面的三個變數,char型別和long型別所佔的記憶體位元組數是不一樣的,但是在union中,它們都是從同乙個位址存放的,也就是使用的覆蓋技術,這三個變數互相覆蓋,而這種使幾個不同的變數共占同一段記憶體的結構,稱為「共用體」型別的結構。上面定義的union型別的結構如下:

上面也說了,sizeof(union test)的值為4。那為什麼是4呢?大體上來說,結構體struct所占用的記憶體為各個成員的占用的記憶體之和(當然也需要考慮記憶體對齊的問題了)。而對於union來說,在譚浩強的《c語言程式設計》中這麼說:union變數所占用的記憶體長度等於最長的成員的記憶體長度。很顯然,這是不對的,對於union所占用的記憶體大小,需要考慮記憶體對齊的問題。這就是為什麼sizeof(union test)的值為4啦。

c中使用union

說的再好,再多,終歸都是要在使用的,下面就好好的說說c中使用union。和struct一樣,union只有先定義了共用體變數才能引用它。而且不能直接引用共用體變數,而只能引用共用體變數中的成員。就像我上面定義的union test。我們不能像下面這樣直接引用union:

複製** **如下:

union test a;

printf("%d", a);

這種直接引用是錯誤的,由於a的儲存區有好幾種型別,分別佔不同長度的儲存區,僅寫共用體變數名a,這樣使編譯器無法確定究竟輸出的哪乙個成員的值。所以,應該寫成下面這樣:

複製** **如下:

printf("%d", a.mark);

同時,在使用union的時候,我們還需要注意以下的幾點:

1.同乙個記憶體段可以用來存放幾種不同型別的成員,但在每乙個時刻只能存在其中一種,而不是同時存放幾種。也就是說,每一瞬間只有乙個成員起作用,其它的成員不起作用,即不是同時都存在和起作用。

2.共用體變數中起作用的成員是最後乙個存放的成員,在存入乙個新的成員後,原有的成員就失去作用。比如以下的**:

複製** **如下:

#include

using namespace std;

union testa; 

int main()

所以,在使用union的時候,要十二分的小心的。

3.由於union中的所有成員起始位址都是一樣的,所以&a.mark、&a.num和&a.score的值都是一樣的。

4.不能把union變數作為函式引數,也不能使函式帶回union變數,但可以使用指向union變數的指標。

5.union型別可以出現在結構體型別定義中,也可以定義union陣列,反之,結構體也可以出現在union型別定義中,陣列也可以作為union的成員。

按理說,總結到這裡,c語言中的union也就沒什麼更多的要說了。但是,有一種東西叫做c++,在這個c++中有一種東西叫做類。

當union遇到物件

就單單c中的union,上面的總結已經夠用了,但是,現在偏偏又有乙個叫做c++的東西;當union遇到了c++中的物件時,一切又變得剪不斷,理還亂。上面總結的union使用法則,在c++中依然適用。本來union本就是從c語言中的,如果我們在c++中繼續按照c語言的那種方式使用union,那是沒有問題的。如果我們在union中放乙個類的物件呢?結果會怎麼樣?比如有以下**:

複製** **如下:

#include

using namespace std;

class ca; 

union test; 

int main()

可以看到,沒有問題;如果我們在再類ca中新增了建構函式,或者新增析構函式,我們就會發現程式就會出現錯誤。由於union裡面的東西共享記憶體,所以不能定義靜態、引用型別的變數。由於在union裡也不允許存放帶有建構函式、析構函式和複製建構函式等的類的物件,但是可以存放對應的類物件指標。編譯器無法保證類的建構函式和析構函式得到正確的呼叫,由此,就可能出現記憶體洩漏。所以,我們在c++中使用union時,盡量保持c語言中使用union的風格,盡量不要讓union帶有物件。

結束的話

我們都在玩那些高大上的東西,猛回頭,發現身後卻又乙個大坑。開啟塵封了多年的《c語言程式設計》(譚浩強著),小心翼翼的拭去封面上的塵土,思緒立刻被拉回到大一。那些年,我那清純的大一。對大學的憧憬,對計算機的好奇,對程式設計的未知,就是這本書,這本該死的《c語言程式設計》,把我帶上了「程式猿」這條不歸路。說多了,都是淚,當你看我這篇文章時,你應該懂我的。codemonkey~~~,這條不歸路,且行且珍惜。

===修改日誌===

2023年9月11日 刪除了文中「不能把union變數作為函式引數,也不能使函式帶回union變數,但可以使用指向union變數的指標。」這樣的描述,非常感謝cassie_lcy的指正,而且還在評論中附上了驗證**,非常感謝;同時,我也非常抱歉,對於這點沒有驗證過的知識,就進行了總結,對大家造成了一定的誤導,sorry。一定要注重求學的嚴謹性。

本文標題: c語言、c++中的union用法總結

本文位址:

C語言union的用法

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