十二、Union 结构
有时需要一种数据结构,不同的场合表示不同的数据类型。比如,如果只用一种数据结构表示水果的“量”,这种结构就需要有时是整数(6个苹果),有时是浮点数(1.5公斤草莓)。
C 语言提供了 Union 结构,用来自定义可以灵活变更的数据结构。它内部可以包含各种属性,但同一时间只能有一个属性,因为所有属性都保存在同一个内存地址,后面写入的属性会覆盖前面的属性。这样做的最大好处是节省空间。
union quantity { short count; float weight; float volume; };
上面示例中, union 命令定义了一个包含三个属性的数据类型 quantity 。虽然包含三个属性,但是同一时间只能取到一个属性。最后赋值的属性,就是可以取到值的那个属性。
使用时,声明一个该类型的变量。
使用时,声明一个该类型的变量。 // 写法一 union quantity q; q.count = 4; // 写法二 union quantity q = {.count=4}; // 写法三 union quantity q = {4};
上面代码展示了为 Union 结构赋值的三种写法。最后一种写法不指定属性名,就会赋值给第一个属性。执行完上面的代码以后, q.count 可以取到值,另外两个属性取不到值。
printf("count is %i\n", q.count); // count is 4 printf("weight is %f\n", q.weight); // 未定义行为
如果要让 q.weight 属性可以取到值,就要先为它赋值。
q.weight = 0.5; printf("weight is %f\n", q.weight); // weight is 0.5
一旦为其他属性赋值,原先可以取到值的 q.count 属性就不再有效了。除了这一点,Union 结构的其他用法与 Struct 结构,基本上是一致的。
Union 结构也支持指针运算符 -> 。
union quantity { short count; float weight; float volume; }; union quantity q; q.count = 4; union quantity* ptr; ptr = &q; printf("%d\n", ptr->count); // 4
上面示例中, ptr 是 q 的指针,那么 ptr->count 等同于 q.count 。
Union 结构指针与它的属性有关,当前哪个属性能够取到值,它的指针就是对应的数据类型。
union foo { int a; float b; } x; int* foo_int_p = (int *)&x; float* foo_float_p = (float *)&x; x.a = 12; printf("%d\n", x.a); // 12 printf("%d\n", *foo_int_p); // 12 x.b = 3.141592; printf("%f\n", x.b); // 3.141592 printf("%f\n", *foo_float_p); // 3.141592
上面示例中, &x 是 foo 结构的指针,它的数据类型完全由当前赋值的属性决定。
typedef 命令可以为 Union 数据类型起别名。
typedef union { short count; float weight; float volume; } quantity;
上面示例中, union 命令定义了一个包含三个属性的数据类型, typedef 命令为它起别名为quantity 。
Union 结构的好处,主要是节省空间。它将一段内存空间,重用于不同类型的数据。定义了三个属性,但同一时间只用到一个,使用 Union 结构就可以节省另外两个属性的空间。Union 结构占用的内存长度,等于它内部最长属性的长度。