关于联合和多个整数值

Posted 2023-02-17

【中文标题】关于联合和多个整数值

【英文标题】：Regarding union and multiple integer values

【发布时间】：2017-06-06 19:55:23

【问题描述】：

我正在学习 C 并且我尝试了联合。我的代码如下：

#include <stdio.h>

union date 
 int year  ;
 char month;
 char day  ;
 ;

int main() 
 union date birth;
 birth.year = 1984;
 birth.month = 7;
 birth.day = 28;
 printf("%d, %d, %d\n",birth.year, birth.month, birth.day);
 // return 1820,28,28
 return 0;

1984 用二进制写为 0111 1100 0000

7 用二进制写为 0110

28 用二进制写为 0001 1100

我知道由于联合，birth.year 的值是 0111 0001 1100，即 1820。但我不明白为什么 birth.month 返回值为 28。

【问题讨论】：

我猜你只能访问最后修改的值，不是吗？

@SouravGhosh：这是一个棘手的问题。我将 C 标准解释为保证您可以使用联合进行类型双关（如memcpy()）。

@L.M 你期望month 包含什么？ （没有双关语的意思，但您应该提及您希望看到的内容）

@EOF 当然可以，当然，只需要加倍小心，你最终可能会陷入陷阱。 :) 我之前没说的是“安全”。

@SouravGhosh 假设您的实现中char 等效于unsigned char，您可以安全地访问.month 和.day 而不必担心陷阱表示。

【参考方案1】：

我认为您误解了工会的目的。如果你想要一个存储一组属性的对象（例如d.year、d.month、d.day），你需要一个结构体。

简而言之，联合可以让您将多种不同类型中的一种放入单个变量中。例如，假设您正在实现一个文件系统。假设您想要一个变量current_block，它可以引用一个超级块或一个数据块，分别由struct super_block 和struct data_block 定义。然后你可以这样做：

union block_generic
    struct super_block;
    struct data_block;


union block_generic current_block;

现在current_block 可以是超级块或数据块。

编辑：只是想添加一个关于联合实际使用的快速附录。继续上面的例子，将current_block 视为一个超级块，例如，为了访问文件系统的 inode 数量，您将执行 current_block.super_block.n_inodes（我的意思是要指出的是，您不直接处理union 变量，你可以指定它应该戴哪个“类型的帽子”。

【参考方案2】：

引用C11，第 §6.7.2.1 章，（强调我的）

联合的大小足以容纳其最大的成员。 at 的值 大多数成员都可以随时存储在联合对象中。 指向 适当转换的联合对象指向其每个成员（或者如果成员是位域， 然后到它所在的单元），反之亦然。

所以，您的预期基础是错误的。您不能同时为联合的所有成员拥有值，只能拥有一个。

另外，来自章节 §6.5.2.3，脚注 95，

如果用于读取联合对象内容的成员与上次使用的成员不同 在对象中存储一个值，该值的对象表示的适当部分被重新解释 作为新类型中的对象表示，如 6.2.6 中所述（有时称为“类型 双关语''）。这可能是一个陷阱表示。

这里，最后分配的值day恰好与month的大小相同，所以当你尝试读取day时，它会返回month的值。

【讨论】：

非常感谢。那是我不明白的。

@L.M 不客气。 :) 你也可以考虑accepting an answer that helped you，这是 *** 表达谢谢的方式。

【参考方案3】：

联合将其所有成员存储在同一空间中，并且该空间中存在的数据对应于最后写入的任何成员。工会与其最大的成员完全一样大。您没有提及您的特定平台，但假设现代 x86 Windows、MacOS 或桌面 Linux 上的一个相当新的 GCC，char 可能是 8 位，int 可能是 32 位，使您的日期联合看起来像这个：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
\_______________ year ________________/
\ month /
\_ day _/

让我们来看看你对union date birth 的使用，好吗？从birth.year = 1984;开始，我们有（记住x86是little endian）

1100 0000 0000 0111 0000 0000 0000 0000
\_______________ year ________________/
\ month /
\_ day _/

然后birth.month = 7;:

0000 0111 0000 0111 0000 0000 0000 0000
\_______________ year ________________/
\ month /
\_ day _/

最后，birth.day = 28;：

0001 1100 0000 0111 0000 0000 0000 0000
\_______________ year ________________/
\ month /
\_ day _/

应该清楚的是，写给工会的任何成员都会覆盖所有其他成员的至少一部分。

对比一个结构，它的所有成员都有唯一的存储空间，使其至少与其所有成员加在一起一样大（填充可能更大）。如果您将示例代码中的所有union 实例替换为struct，最后您会在内存中得到如下所示的内容：

1100 0000 0000 0111 0000 0000 0000 0000 0000 0111 0001 1100
\_______________ year ________________/ \ month / \_ day _/

每个成员的数据都完好无损，可以使用birth.year、birth.month 或birth.day 正确检索。

【参考方案4】：

联合是 C 中可用的一种特殊数据类型，它允许在同一内存位置存储不同的数据类型。

也就是说，您必须一次使用一个变量。

http://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_unions.htm

【参考方案5】：

这完全误解了联合是什么。联合是一个值数组，它们都从相同的内存位置开始；如果要在一种数据类型中存储多个单独的值，则需要使用结构。

例如，使用联合，您可以这样做：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

typedef union _myunion

    int32_t s;
    uint32_t u;
 myunion;

int main()

    myunion u;
    u.s = -1;
    printf("%d %u\n", u.s, u.u);
    return 0;
   

输出：

-1 4294967295

基本上，您分配一个值，所有工会成员都会获得该值；如果它以不同的类型以不同的方式表示，那就这样吧。

在一个结构体中，每个变量都占用自己的内存位置，因此如果您想将包括年、月和日在内的完整日期作为单独的变量存储在结构体中，您可以毫无问题地这样做。