转：union 联合体（共用体）

转自：http://blog.csdn.net/xiao3404/article/details/22276485

2.共用体

2.1共用体的概念

     共用体是一种构造类型的数据结构。在一个“共用体”内可以定义多种不同的数据类型，这些变量共享同一段内存，已达到节省空间的目的，共用体内的变量互相覆盖。

定义共用体类型变量的一般形式：

union 共用体名

{

成员表列;

}变量表列;

例如：

union data
{
    int i;
    char ch;
    float f;
}a,b;

可以看见，“共用体”与“结构体”的定义形式相似，但他们的含义不同。共用体的各成员变量在内存中的字节数可能不同，但这些变量都放在从同一个地址开始的内存单元中，共用体变量所占的内存长度等于最长的成员长度。变量在内存中的情况如下：

                                                                                    图 2 union变量内存分布

2.2共用体类型数据的特点

(1)同一个内存段内可以用来存放几种不同的数据类型，但是每一瞬时只能存放其中的一个数据，即每一个瞬时只有一个成员起作用，其他的成员不起作用。

(2)共用体变量中起作用的是最后一次存放的成员，每次只能赋一种值， 赋入新值则冲去旧值。

例如：

b.ch = 'a';
b.i = 0x00004241;

printf("%c",b.ch);//结果:A

(3)共用体变量的地址和它的各成员的地址是同一个地址；

(4)共享内存从union的首地址开始放置，从最低地址开始覆盖

3.加深struct和union的理解

在此之前先简单介绍计算机中的两个术语：

大端模式，是指数据的高位保存在内存的低地址中，而数据的低位保存在内存的高地址中。

小端模式，是指数据的高位保存在内存的高地址中，而数据的低位保存在内存的低地址中。

在一般情况下x86结构是小端模式，本机就是如此！

int data = 0x00004241;

在内存中它们存储的方式有两种：

                                图 3  大端模式 

                       图 4  小端模式

看如下的代码：

union number           /*定义一个联合*/
    {
        int i;
        struct
        {
            char first;
            char second;
        }half;             /*在联合中定义一个结构*/
    }num;

    num.i=0x00004241;      /*联合成员赋值*/
    printf("%c%c
", num.half.first, num.half.second);

    num.half.first='a';    /*联合中结构成员赋值*/
    num.half.second='b';
    printf("%x
", num.i);

输出结果：

AB

6261

分析与内存变化：

num.i = 0x00004241对应step1，num.half.first = 'a' num.half.second= 'b'对应step2，printf("%x ",num.i)对应step3；由于在我的机器中是小端模式，故四字节的“61620000”代表的十六进制整数是“6261”。

图 5 内存变化过程

4.union中存放的数据类型

1.联合里面的东西共享内存，所以静态、引用都不能用，因为他们不可能共享内存

2.联合里不允许存放带有构造函数、析够函数、复制拷贝操作符等的类，因为他们共享内存，编译器无法保证这些对象不被破坏，也无法保证离开时调用析够函数。

5.共享内存特性的几种应用

union data
{
int i;
unsigned char c[4];
float f;
};
union data a；//定义union类型的变量

1.在需要将浮点数据转移时，使用共同体，按4个字节的char型数据传输，带来通信效率的提高。

一般浮点数发送方法：是将浮点数放大一定的倍数，再取整，再按整数的高低位传输。还需要传输这个放大的倍数，如果浮点数是个负数的话，还要将符号一并发送。接收方收到这几条报文后，才能将数据还原。但是接收方还原的浮点数据与发送方发送的浮点数不一样，因为小数位数发生变化。使用共同体就不会出现这个问题了，在接收方，使用共同体，将收到到的4个char数据赋值给a.c数组，a.f就是还原的数据，这个数据和发送的数据是一样的，也不管发送的浮点数是正还是负。如有a.f = -12.34; 则a.c[0] = 0xa4, a.c[1] = 0x70, a.c[2] = 0x45, a.c[3] = 0xc1。如有a.c[0] = 0xa4, a.c[1] = 0x70, a.c[2]= 0x45, a.c[3] = 0xc1，则a.f =-12.34。使用这种方式传输浮点数，数据是不会丢失的，报文也更简单。

2.将浮点数保存到文件中时，保存为4个字节的char型数据，节约空间。如果保存为文本需要占用的字节数等于数值的字符的个数，有可能占用1~20字节，而用共用   体的char型数据，占用的空间大小固定为4字节，对大量浮点数据的存储，节约的空间更多，分析保存的浮点数也是很方便的。

3.用在强制类型转换上。如将int数据转为float，可以这样使用union: a.i =1234;赋值后，a.f就是转换后的值等于1234。