C语言编程系列005——联合体union的妙用

联合体union的基本概念

在C/C++语言中，有时需要在同一段内存单元中存放不同类型的变量，如把一个整形变量int、一个字符型变量char和一个双精度实型变量double放在同一个地址开始的内存单元中，这3个变量虽然在内存中占的字节数不同，但都从同一地址开始，使用覆盖技术，后一个数据覆盖了前面的数据。这便是联合体union（或者叫共用体）诞生的目的所在。其主要特点是：

union中可以定义多个成员，union的大小由最大的成员的大小决定

union成员共享同一块大小的内存，一次只能使用其中的一个成员

对union某一个成员赋值，会覆盖其他成员的值

从上面也可以看出，联合体与C语言中的结构体有一些相似之处，但两者有本质上的不同。在结构体中各成员有各自的内存空间， 一个结构变量的总长度是各成员长度之和（空结构除外，同时不考虑边界调整）。而在联合体中，各成员共享一段内存空间， 一个联合变量的长度等于各成员中最长的长度。

联合体union的定义方式

在C/C++语言中，常见的3种定义方式如下：

声明的同时定义变量

先声明，再定义变量

匿名定义变量

下图给出了3种定义方式的一个例子：

联合体union的使用例子

使用联合体类型，可以实现一些我们意想不到或其它编程语言很难做到的功能，下面给出2个例子。

(1) 将一个32位的整型数拆分为4个单字节的数

如将一个数0x12345678拆分为4个单字节的数为：0x78、0x56、0x34、0x12，则主要实现代码如下：

使用上面代码，可将0x12345678按地址顺序从低到高依次拆分为4个单字节的数：0x78、0x56、0x34、0x12。

(2) 判断当前操作系统的字节序的大、小端问题

主要原理为：在联合体中定义一个4字节整数i和一个单字节整数ch，且赋值i为1（16进制表示为0x00 00 00 01），利用联合体中所有变量共享内存区域的特性，若系统是小端序，则该联合体的低地址端存放的是数值i的低位字节（0x01），反之，若系统是大端序，则存放的是数值i的高位字节（0x00），那么可根据ch的值（存放在该联合体的低地址端，非0即1）来判断当前系统的字节序问题。对应的实现函数代码如下：

对于上面2个例子，完整的实现代码如下：

运行结果如下图所示：

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