共用体在内存中如何存储数据

存储原理

• 共用体的所有成员共享同一段内存空间。当定义一个共用体变量时，系统会为这个共用体分配一块足够大的内存，其大小等于共用体中最大成员所占的内存空间大小。
• 例如，对于以下共用体：

  union Data {
         
  int i;
  float f;
  char c;
  };
  

• 在大多数32位系统中，int和float通常占4个字节，char占1个字节。所以union Data类型的变量会被分配4个字节的内存空间。这个空间将被i、f和c共享。

数据存储方式和覆盖情况

• 当给共用体中的一个成员赋值时，数据就存储在共享的内存空间中。例如，对于union Data data;，如果执行data.i = 10;，那么整数10就会以二进制形式存储在为data分配的4个字节内存中。
• 由于成员共享内存，当给另一个成员赋值时，原来成员的值可能会被覆盖。假设接着执行data.f = 3.14;，此时存储data.i的内存内容会被新的值（3.14的二进制表示）覆盖。这是因为i和f共享同一块内存，新的数据写入会改变这块内存中的内容。
• 存储的数据在内存中的存储格式取决于成员的数据类型。例如，int数据按照整数的二进制存储规则存储，float数据按照浮点数的存储规则（如IEEE 754标准）存储。以IEEE 754标准为例，单精度浮点数（float）会将符号位、指数位和尾数位按照特定的格式存储在内存中。

字节顺序（大小端问题）

• 在存储数据时，还可能涉及字节顺序的问题。例如，对于一个多字节的数据类型（如int），在不同的系统中存储字节的顺序可能不同。
• 大端序（Big - Endian）是指数据的高位字节存于低地址，低位字节存于高地址。而小端序（Little - Endian）则相反，低位字节存于低地址，高位字节存于高地址。
• 对于共用体，如果其中包含多字节的数据类型，字节顺序同样会遵循系统的设定。例如，在一个小端序的系统中，对于union Data data;，如果data.i = 0x12345678（十六进制表示），那么在内存中存储的顺序是78（最低位字节）存储在最低地址，接着是56、34、12（最高位字节）存储在最高地址。这个字节顺序对于正确理解和处理共用体中的数据是很重要的，特别是在涉及跨平台数据传输或存储时。