c - C中的 union 内存共享

Question

Edit2:我可以用 Union 做多态吗？在我看来，我可以根据需要更改数据结构。

编辑:修复代码。利用 ”。”而不是“->”。我想问的是，当有不同的数据类型(比如int和char可以互换使用)时，如何确保值被正确存储？由于两者的内存大小不同，需要更大内存空间的是为两者分配内存空间要共享的变量类型。

假设我有 2 个结构:

typedef struct a{
          int a;
}aType;

typedef struct b{
          char b;
}bType;

typedef union{
         aType a_type;
         bType b_type;
}ab;

int main(void){
         ab v1;
         v1.a_type.a = 5;
         v1.b_type.b = 'a'
}

据我所知，aType 和 bType 将共享相同的内存。由于 int 多了 3 个字节(int 是 4 个字节，char 是 1 个字节)，它将有 4 个内存块。第一个在最左边，最后一个在最右边。当我将'a'分配给v1的变量b时，它将停留在内存块的第一个 block (最左边)。值 5 仍然保留在第四个内存块中(最右边)。

所以，打印出来的时候，会产生垃圾值，不是吗？如果是这样，如何解决这个问题？通过这个问题，这意味着如果我将 'a' 存储到 b_type，共享内存必须确保只有那个值 'a'，而不是之前的整数值 5。

Answer 1

没有正确的行为。通过一个成员设置 union 并从另一个成员检索值会导致未定义的行为。您可以使用此技术做一些有用的事情，但它非常依赖于硬件和编译器。您需要考虑处理器字节顺序和内存对齐要求。

当我几乎所有的编程都是用 C 语言完成的时候，有两种(可移植的)技术使用了我非常依赖的 union 。

标记的 union 。当您需要一个动态类型的变量时，这非常有用。您设置了一个包含两个字段的结构:一个类型判别式和一个所有可能类型的 union 。

struct variant {
  enum { INT, CHAR, FLOAT } type;
  union value {
    int i;
    char c;
    float f;
  };
};

只要更改 union 的值并仅检索类型指定的值，就必须非常小心地正确设置类型值。

通用指针。由于您可以非常确定所有指针都具有相同的大小和表示形式，因此您可以创建指针类型的 union ，并且知道您可以互换地设置和检索值而无需考虑类型:

typedef union {
  void *v;
  int* i;
  char* c;
  float* f;
} ptr;

这对于(反)序列化二进制数据特别有用:

// serialize
ptr *p;
p.v = ...; // set output buffer
*p.c++ = 'a';
*p.i++ = 12345;
*p.f++ = 3.14159;

// deserialize
ptr *p;
p.v = ...; // set input buffer
char c = *p.c++;
int i = *p.i++;
float f = *p.f++;

仅供引用:您可以使示例更简单。这些结构是不必要的。你会得到同样的行为:

int main() {

  union {
    int a;
    char b;
  } v1;

  v1.a = 5;
  v1.b = 'a';
}