c++ union学习

Posted 2020-07-24 后营马族子弟

看到公司前辈的代码中用到了union,不管是大学还是工作用到union机会比较少,还是挺新奇的.所以特意找些资料学习学习

前辈的代码:

 1 #include<iostream>
 2 using namespace std;
 3 
 4 typedef  unsigned int     UINT32; 
 5 typedef  unsigned char    UINT8; 
 6 typedef  unsigned short   UINT16;
 7 
 8 union date
 9 {
10     UINT32 value;
11     struct
12     {
13         UINT8    day;
14         UINT8    month;
15         UINT16    year;
16     };
17 }__attribute__((packed));
18 int main(int argc, char** argv)
19 {
20     date myDate;
21     myDate.day = 02;
22     myDate.month = 10;
23     myDate.year = 2014;
24     cout<<hex<<myDate.value<<dec<<endl;    
25     return 0;
26 }
27 //输出结果   0x7de0a02--->02对应day  0a对应month   7de对应2014 (计算过程  16*16*7+16*13+14)

下面是找的学习帖子:   http://blog.sina.com.cn/s/blog_660234cf0100wsgs.html

union主要是共享内存，分配内存以其最大的结构或对象为大小，即sizeof最大的。在C/C++程序的编写中，当多个基本数据类型或复合数据结构要占用同一片内存时，我们要使用联合体；当多种类型，多个对象，多个事物只取其一时（我们姑且通俗地称其为“n 选1”），我们也可以使用联合体来发挥其长处。

 1 union myun
 2 {
 3 struct { int x; int y; int z; }u;
 4 int k;
 5 }a;
 6 int main()
 7 {
 8 a.u.x =4;
 9 a.u.y =5;
10 a.u.z =6;
11 a.k = 0;
12 printf("%d %d %d\\n",a.u.x,a.u.y,a.u.z);  //0 5 6
13 return 0;
14 }
myun这个结构就包含u这个结构体，而大小也等于u这个结构体 的大小，在内存中的排列为声明的顺序x,y,z从低到高，然后赋值的时候，在内存中，就是x的位置放置4，y的位置放置5，z的位置放置6，现在对k赋 值，对k的赋值因为是union，要共享内存，所以从union的首地址开始放置，首地址开始的位置其实是x的位置，这样原来内存中x的位置就被k所赋的 值代替了，就变为0了

再看两个试题：

试题一：编写一段程序判断系统中的CPU 是Little endian 还是Big endian 模式？
分析：
Little endian 和Big endian 是CPU 存放数据的两种不同顺序。对于整型、长整型等数据类型，Big endian 认为第一个字节是最高位字节（按照从低地址到高地址的顺序存放数据的高位字节到低位字节）；而Little endian 则相反，它认为第一个字节是最低位字节（按照从低地址到高地址的顺序存放数据的低位字节到高位字节）。

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例如

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一般来说，x86 系列CPU 都是little-endian 的字节序，PowerPC 通常是Big endian，还有的CPU 能通过跳线来设置CPU 工作于Little endian 还是Big endian 模式。

解答：
显然，解答这个问题的方法只能是将一个字节（CHAR/BYTE 类型）的数据和一个整型数据存放于同样的内存开始地址，通过读取整型数据，分析CHAR/BYTE 数据在整型数据的高位还是低位来判断CPU 工作于Littleendian 还是Big endian 模式。得出如下的答案：

int main(int argc, char** argv)
{
int i = 0x12345678;
char* p = reinterpret_cast<char*>(&i);
cout<<hex<<static_cast<int>(*p)<<endl;
return 0;
}  //如果输出是78就是小段  如果输出是34就是大端

除了上述方法(通过指针类型强制转换并对整型数据首字节赋值，判断该赋值赋给了高位还是低位)外，还有没
有更好的办法呢？我们知道，union 的成员本身就被存放在相同的内存空间（共享内存，正是union 发挥作用、做贡献的去处），因此，我们可以将一个CHAR/BYTE 数据和一个整型数据同时作为一个union 的成员，得出
如下答案：

 1 int checkCPU()
 2 {
 3     {
 4         union w
 5         {
 6             int a;
 7             char b;
 8         } c;
 9         c.a = 1;
10         return (c.b == 1);    //小端的话 c.b == 1  否则c.b == 0
11     }
12 }        

实现同样的功能，我们来看看Linux 操作系统中相关的源代码是怎么做的：

1 static union
2  { 
3         char c[4]; 
4         unsigned long mylong; 
5 } endian_test = {{ \'l\', \'?\', \'?\', \'b\' } };
6 
7 #define ENDIANNESS ((char)endian_test.mylong)

Linux 的内核作者们仅仅用一个union 变量和一个简单的宏定义就实现了一大段代码同样的功能！由以上一段代码我们可以深刻领会到Linux 源代码的精妙之处！(如果ENDIANNESS=’1’表示系统为little endian,为’b’表示big endian )

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试题二：假设网络节点A 和网络节点B 中的通信协议涉及四类报文，报文格式为“报文类型字段+报文内容的结构体”，四个报文内容的结构体类型分别为STRUCTTYPE1~ STRUCTTYPE4，请编写程序以最简单的方式组织一个统一的报文数据结构。
分析：
报文的格式为“报文类型+报文内容的结构体”，在真实的通信中，每次只能发四类报文中的一种，我们可以将四类报文的结构体组织为一个union（共享一段内存，但每次有效的只是一种），然后和报文类型字段统一组织成一个报文数据结构。
解答：
根据上述分析，我们很自然地得出如下答案：

1 typedef unsigned char BYTE;
2 //报文内容联合体
3 typedef union tagPacketContent
4 {
5     STRUCTTYPE1 pkt1;
6     STRUCTTYPE2 pkt2;
7     STRUCTTYPE3 pkt1;
8     STRUCTTYPE4 pkt2;
9 }PacketContent;

//统一的报文数据结构

1 typedef struct tagPacket
2 {
3     BYTE pktType;
4     PacketContent pktContent;
5 }Packet;

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继续学习

http://baike.so.com/doc/200726-212218.html

http://blog.csdn.net/lincyang/article/details/6176642

 首先是union的大小问题

    可以看出来union也使用类似struct的内存大小分配方式.

对应union Stu2来说 最大是10 但是最小单位是4 所以会扩展成4*3=12.

union结构体对成员变量的要求:

union的成员不可以为静态、引用_{[理由是联合里面的东西是共享内存的,而静态和引用不可能共享内存]}，如果是自订型态的话，该自订型态成员不可以有建构函式、解构函式或是复制指定运算子。

以下就是错误的形式_{[理由是带有构造函数、析够函数、复制拷贝操作符等的类他们共享内存，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。]}

当然.如果你不主动提供构造函数,而使用类或者结构体默认的构造函数是可以的.

  

在class中定义union对象

错误代码	正确代码	原因分析
		错误代码之所以错误是因为在构造函数的 初始化列表的时候 根本就还没有data对象 有何谈data的成员变量ch呢

如何有效的防止union的访问错误

使用联合可以节省内存空间，但是也有一定的风险：通过一个不适当的数据成员获取当前对象的值！例如上面的ch、i交错访问。
为了防止这样的错误，我们必须定义一个额外的对象，来跟踪当前被存储在联合中的值得类型，我们称这个额外的对象为：union的判别式(例如上例中的enum type)。
 一个比较好的经验是，在处理作为类成员的union对象时，为所有union数据类型提供一组访问函数。