struct和union结构体和联合体的区别

时间:2022-09-05 18:03:41

共用体
构造数据类型,也叫联合体
用途:使几个不同类型的变量共占一段内存(相互覆盖)

结构体是一种构造数据类型
用途:把不同类型的数据组合成一个整体-------自定义数据类型

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结构体变量所占内存长度是各成员占的内存长度的总和。


共同体变量所占内存长度是各最长的成员占的内存长度。


共同体每次只能存放哪个的一种!!

共同体变量中起作用的成员是尊后一次存放的成员,
在存入新的成员后原有的成员失去了作用!

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Structure 与 Union主要有以下区别:

1. struct和union都是由多个不同的数据类型成员组成, 但在任何同一时刻, union中只存放了一个被选中的成员, 而struct的所有成员都存在。在struct中,各成员都占有自己的内存空间,它们是同时存在的。一个struct变量的总长度等于所有成员长度之和。在Union中,所有成员不能同时占用它的内存空间,它们不能同时存在。Union变量的长度等于最长的成员的长度。

2. 对于union的不同成员赋值, 将会对其它成员重写, 原来成员的值就不存在了, 而对于struct的不同成员赋值是互不影响的。



举一个例子:

例:

#include <stdio.h>

void main()
{       
                         union{                                                /*定义一个联合*/       
                                    int i;       
                                    struct{                                     /*在联合中定义一个结构*/       
                                              char first;       
                                              char second;       
                                              }half;       
                                }number;       
                          number.i=0x4241; /*联合成员赋值*/       
                        printf("%c%c/n", number.half.first, number.half.second);       
                          number.half.first='a';                  /*联合中结构成员赋值*/       
                         number.half.second='b';       
                         printf("%x/n", number.i);

                         system("pause");
                       }

输出结果为:
AB
6261

分析:

union的成员是共用内存的
union{
int i;
struct{
char first;
char second;
}half;
}number;
number.i=0x4241;

在这里i 和 half结构是共用内存

number.i=0x4241给i赋值后,内存中以二进制存储0100 0010 0100 0001
按顺序对应到结构中
halt.first=01000010   转换成10进制就是66(字母A的asc码)
halt.second=01000001 转换成10进制是65   (字母B的asc码)
所以输出后就是 AB

下面同理了

 

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第一题:
#include <stdio.h>
union
{
int i;
char x[2];
}a;
void main()
{
a.x[0] = 10;
a.x[1] = 1;
printf("%d",a.i);
}
答案:266
第二题:
main()
{
union{ /*定义一个联合*/
int i;
struct{ /*在联合中定义一个结构*/
char first;
char second;
}half;
}number;
number.i=0x4241; /*联合成员赋值*/
printf("%c%c/n", number.half.first, mumber.half.second);
number.half.first='a'; /*联合中结构成员赋值*/
number.half.second='b';
printf("%x/n", number.i);
getch();
}
答案: AB 6261

C语言中的联合体(UNION)的概念是,联合体中的多种数据类型共享同一个内存空间。就拿你举的例子来说:
union
{
int i;
char x[2];
}a;
     在联合体a中定义了两种数据类型,字符数组x以及整形变量i.其中整形变量是16位的,数组大小为2的字符数组为8X2=16位。如此一来,编译器便会为联合体a在内存中开辟一个16位的空间,这个空间里存储联合体的数据,但是这个空间只有16位,它既是整形变量的数据,也是字符数组的数据。如果你的程序从字符数组的角度解析这个空间,那么它就是两个字符,如果你的程序从整型的角度解析这个空间,那么它就是一个整数。
     以你的程序为例子,现在已经开辟了一个16位的空间,然后我们假定现在空间还没有被赋值,为:
     00000000 00000000
    那么在运行完代码
    a.x[0] = 10;
    a.x[1] = 1;
    之后,16位的空间变为:
     00000110 00000001
    然后程序运行
    printf("%d",a.i);
    就是把联合体a当成一个整数来解析,而不是字符串数组。那么这样一来,程序就把这16位变成了一个完整的整数:
    (00000001 00000110)二进制 = (266)十进制
    注意,你可以看到程序在把16位弄成整数的时候把后面八位放在了前面,前面八位放在了后面。这个反序是计算机存储结构造成的,这个和联合体没有直接关系。如果感兴趣的话可以参考汇编语言。
    就是这个道理。

第二个例子同样,
union{ /*定义一个联合*/
    int i;
    struct{ /*在联合中定义一个结构*/
        char first;
        char second;
    }half;
}number;

定义了联合体number,这个联合体有两种数据类型,整形i(16位),以及一个结构体(struct half)(2个char,16位)。所以编译器为这个联合体开辟一个16位的空间:
00000000 00000000
然后赋值:
number.i=0x4241;
这个时候,联合体以整形的身份出现,16位的空间将被整体认为是一个整数赋值。
注意(0x4241)(16进制) = (01000010 01000001)二进制。还记得刚才说的,计算机存储的时候是反着存的吗,先存低位,再存高位(参考汇编语言),因此16位地址被赋值位
01000001 01000010
然后
printf("%c%c/n", number.half.first, mumber.half.second);
实际上是把16位空间以结构体half的角度解析,也就是两个char.
那么第一个:number.half.first = (01000001)二进制 = (65)十进制 = A(ASCII码)
同理number.half.second = B(ASCII码)
当然后头又给first和second赋值位"a"和"b",这样会把16位空间弄成是:
01100001 01100010
然后用
printf("%x/n", number.i);
就是把16位看成整数,记住高地位反过来
(01100010 01100001)二进制 =   (0X6261)16进制
所以结果就是:0x6261.

getch();
最后记得按任意键结束程序。

 

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试题1:请写一个C函数,若处理器是Big_endian的,则返回0;若是Little_endian的,则返回1

  解答:

int checkCPU()
{
 {
  union w
  {
   int a;
   char b;
  } c;
  c.a = 1;
  return (c.b == 1);
 }
}

  剖析:

  嵌入式系统开发者应该对Little-endian和Big-endian模式非常了解。采用Little-endian模式的CPU对操作数的存放方式是从低字节到高字节,而Big-endian模式对操作数的存放方式是从高字节到低字节。例如,16bit宽的数0x1234在Little-endian模式CPU内存中的存放方式(假设从地址0x4000开始存放)为:

内存地址 存放内容
0x4000 0x34
0x4001 0x12

  而在Big-endian模式CPU内存中的存放方式则为:

内存地址 存放内容
0x4000 0x12
0x4001 0x34

  32bit宽的数0x12345678在Little-endian模式CPU内存中的存放方式(假设从地址0x4000开始存放)为:

内存地址 存放内容
0x4000 0x78
0x4001 0x56
0x4002 0x34
0x4003 0x12

  而在Big-endian模式CPU内存中的存放方式则为:

内存地址 存放内容
0x4000 0x12
0x4001 0x34
0x4002 0x56
0x4003 0x78

  联合体union的存放顺序是所有成员都从低地址开始存放,面试者的解答利用该特性,轻松地获得了CPU对内存采用Little-endian还是Big-endian模式读写。如果谁能当场给出这个解答,那简直就是一个天才的程序员。

  试题2:写一个函数返回1+2+3+…+n的值(假定结果不会超过长整型变量的范围)

  解答:

int Sum( int n )
{
 return ( (long)1 + n) * n / 2;  //或return (1l + n) * n / 2;
}

  剖析:
 
  对于这个题,只能说,也许最简单的答案就是最好的答案。下面的解答,或者基于下面的解答思路去优化,不管怎么“折腾”,其效率也不可能与直接return ( 1 l + n ) * n / 2相比!

int Sum( int n )
{
 long sum = 0;
 for( int i=1; i<=n; i++ )
 {
  sum += i;
 }
 return sum;
}