C · 进阶 | 联合体?看一遍就够了

简介: 结构体、枚举、联合体都是自定义类型

在这里插入图片描述
啊我摔倒了..有没有人扶我起来学习....


@TOC


前言

结构体、枚举、联合体都是自定义类型,结构体主要知识点结构体内存对齐可参考《C | 结构体内存对齐》枚举请参考《C | 枚举?看一遍就够了》


联合体

1. 联合体的定义

  • 与结构体非常类似
union Un
{
    char c;
    int i;
    double d;
};

2. 联合体的内存大小

  • 联合体所占内存又是多大呢?
int main()
{
    union Un un;
    printf("%d\n", sizeof(union Un));
    printf("%d\n", sizeof(un));

    return 0;
}
打印结果: 在这里插入图片描述可以看出来,是占用内存最大的成员 double决定的 8个字节。真的是这样吗?
  • 结构体又叫做共同体,顾名思义,它的成员都共用一个内存空间
int main()
{
    union Un un;
    printf("%p\n", &un);
    printf("%p\n", &(un.c));
    printf("%p\n", &(un.i));
    printf("%p\n", &(un.d));

    return 0;
}
打印结果: 在这里插入图片描述可以看到,确实是在同一个空间中。
  • 看起来联合体的内存就是成员中占用内存最大的那个决定,带着这个问题思考下述代码
在这里插入代码片

3. 联合体应用场景

  • 看完以上内容,铁汁们可能会觉得联合体根本没鸟用嘛!成员之间共同内存不就会互相覆盖了嘛!别急,咱们细细研究一下~
  • 我们设想一种情况,比如你是学生,有你的学号,储存在联合体中。将来有一天,你变成了老师,学号已经用不着了,取而代之的是职工号,这时联合体的作用不就出来啦~可以认为联合体的作用就是节省内存
  • 再来一个巧妙的用法!铁汁们还记得==判断大小端字节序==的方法吗,今天咱们利用联合体试试看
  1. 我们先用暴力的方法看看我们VS2019的编译器是什么字节序,先来段代码
int main()
{
    int num = 0x11223344;
    return 0;
}

然后开始调试,打开内存窗口看看。不会调试的铁汁可以看看《C | 实用调试技巧》
在这里插入图片描述可以看到是小端字节序存储方式

  1. 如果直接用代码能不能测试出来呢?先来段以前的方法
int main()
{
    int num = 1;
    char* p = (char*)#//int*

    if (*p == 1)
        printf("小端\n");
    else
        printf("大端\n");

    return 0;
}
打印结果: 在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

  1. 接下来用联合体试试看
int check_sys()
{
    union Un
    {
        char c;
        int i;
    }u;
    u.i = 1;
    return u.c;
}

int main()
{
    int ret = check_sys();
    if (ret == 1)
        printf("小端\n");
    else
        printf("大端\n");
    return 0;
}
打印结果: 在这里插入图片描述

分析分析:
首先把1赋给ii是整型,占4个字节。然后用打印cc是字符型,占1个字节。而i又和c共用内存,小端存储的话1就位于低地址处,于是打印c就会是1
在这里插入图片描述

4. 联合体内存误区

  • 还是得谈谈联合体的内存,我们上述计算过一次联合体的内存
union Un
{
    char c;
    int i;
    double d;
};

在这里插入图片描述

  • 可是,真的取决于最大成员double的大小吗?我们来看看这段代码
union Un
{
    char arr[5];
    int i;
};
int main()
{
    printf("%d\n", sizeof(union Un));

    return 0;
}
打印结果: 在这里插入图片描述
==可以看出并不是 arr[5]所决定的 5个字节==
  • 所以,其实联合体也是需要对齐的,规则很简单,就是:

    1. 联合体的大小至少是最大成员的大小
    2. 当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍时,就要对齐到最大对齐数的整数倍(注意,char arr[5]虽然是数组,但是它的对齐数取决于类型char,所以它的对齐数是1

总结

  • 联合体的用处和特点想必铁汁们都充分了解啦~如果铁汁对于内存对齐不够了解的话,还是需要学习一下《C | 结构体内存对齐》

在这里插入图片描述

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