C/C++中的聯合體

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利用union可以用相同的儲存空間儲存不同型別的資料類型，從而節省記憶體空間。當訪問其內成員時可用"."和"->"來直接存取。

 

當多個資料需要共用記憶體或者多個資料每次只取其一時，可以利用聯合體(union)。在C Programming Language 一書中對於聯合體是這麼描述的：
1)聯合體是一個結構；
2)它的所有成員相對於基地址的位移量都為0；
3)此結構空間要大到足夠容納最"寬"的成員；
4)其對齊要適合其中所有的成員；

示範代碼如下：

 

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1. #include<iostream>  
2. using namespace std;  
3.   
4. union U1  
5. {  
6.     int n;  
7.     char s[11];  
8.     double d;  
9. };  
10.   
11. union U2  
12. {  
13.     int n;  
14.     char s[5];  
15.     double d;  
16. };  
17.   
18. int main()  
19. {  
20.     U1 u1;  
21.     U2 u2;  
22.     cout<<sizeof(u1)<<‘\t‘<<sizeof(u2)<<endl;  
23.     cout<<"u1各資料地址:\n"<<&u1<<‘\t‘<<&u1.d<<‘\t‘<<&u1.s<<‘\t‘<<&u1.n<<endl;  
24.     cout<<"u1各資料地址:\n"<<&u2<<‘\t‘<<&u2.d<<‘\t‘<<&u2.s<<‘\t‘<<&u2.n<<endl;  
25. }  

上述代碼中：

 

對於U1聯合體，s佔11位元組，n佔4位元組，d佔8位元組，因此其至少需1位元組的空間。然而其實際大小並不是11，用運算子sizeof測試其大小為16。這是因為這裡存在位元組對齊的問題，11既不能被4整除，也不能被8整除。因此補充位元組到16，這樣就符合所有成員的自身對齊了。從這裡可以看出聯合體所佔的空間不僅取決於最寬成員，還跟所有成員有關係，即其大小必須滿足兩個條件：1)大小足夠容納最寬的成員；2)大小能被其包含的所有基礎資料型別 (Elementary Data Type)的大小所整除。

對於U2聯合體，同理知道，用運算子sizeof測試其大小為8。

 

具體運行結果如下：

從結果圖中還可以發現，聯合體中的各資料的儲存地址都是相同的。

 

上面提到了聯合體中的資料是共用相同的儲存空間。下面再研究具體每種類型數值都儲存在哪裡？

 

[cpp] view plaincopyprint?

1. #include<iostream>  
2. using namespace std;  
3.   
4. union U  
5. {  
6.     unsigned int n;  
7.     unsigned char s[4];  
8. };  
9.   
10. int main()  
11. {  
12.     U u;  
13.     u.n = 0xf1f2f3f4;  
14.     cout<<hex<<u.n<<‘\t‘<<&u.n<<endl;  
15.     cout<<hex<<(int)u.s[0]<<‘\t‘<<(void*)&u.s[0]<<endl;  
16.     cout<<hex<<(int)u.s[1]<<‘\t‘<<(void*)&u.s[1]<<endl;  
17.     cout<<hex<<(int)u.s[2]<<‘\t‘<<(void*)&u.s[2]<<endl;  
18.     cout<<hex<<(int)u.s[3]<<‘\t‘<<(void*)&u.s[3]<<endl;  
19. }  

 

上述代碼中，聯合體U中，n佔4位元組，s[4]也佔4位元組。故聯合體共佔4位元組。

程式輸出如下：

這說明，記憶體中資料低位位元組存入低地址，高位位元組存入高地址，而資料的地址採用它的低地址來表示。

C/C++中的聯合體