c - 结构和 union 之间的区别

Question

有什么很好的例子可以说明 struct 和 union 之间的区别吗？基本上我知道 struct 使用其成员的所有内存，而 union 使用最大的成员内存空间。还有其他操作系统级别差异吗？

Answer 1

对于 union ，您应该只使用其中一个元素，因为它们都存储在同一位置。当您想要存储可能是多种类型之一的内容时，这非常有用。另一方面，结构体的每个元素都有一个单独的内存位置，并且它们都可以同时使用。

举一个具体的例子来说明它们的使用，不久前我正在研究一个 Scheme 解释器，我基本上是将 Scheme 数据类型叠加到 C 数据类型上。这涉及在结构中存储一个指示值类型的枚举和一个用于存储该值的 union 。

union foo {
  int a;   // can't use both a and b at once
  char b;
} foo;

struct bar {
  int a;   // can use both a and b simultaneously
  char b;
} bar;

union foo x;
x.a = 3; // OK
x.b = 'c'; // NO! this affects the value of x.a!

struct bar y;
y.a = 3; // OK
y.b = 'c'; // OK

编辑:如果您想知道将 x.b 设置为“c”是什么将 x.a 的值更改为，从技术上讲它是未定义的。在大多数现代机器上，一个 char 是 1 个字节，一个 int 是 4 个字节，所以给 x.b 值 'c' 也会给 x.a 的第一个字节同样的值:

union foo x;
x.a = 3;
x.b = 'c';
printf("%i, %i\n", x.a, x.b);

打印

99, 99

为什么两个值相同？因为 int 3 的最后 3 个字节都是零，所以它也被读为 99。如果我们为 x.a 输入一个更大的数字，您会发现情况并非总是如此:

union foo x;
x.a = 387439;
x.b = 'c';
printf("%i, %i\n", x.a, x.b);

打印

387427, 99

为了更仔细地查看实际内存值，让我们设置并打印出十六进制值:

union foo x;
x.a = 0xDEADBEEF;
x.b = 0x22;
printf("%x, %x\n", x.a, x.b);

打印

deadbe22, 22

您可以清楚地看到 0x22 在哪里覆盖了 0xEF。

但是

在 C 中，int 中的字节顺序未定义。此程序在我的 Mac 上用 0x22 覆盖了 0xEF，但在其他平台上它会覆盖 0xDE，因为顺序组成 int 的字节数被颠倒了。因此，在编写程序时，永远不要依赖 union 体中覆盖特定数据的行为，因为它不可移植。

有关字节顺序的更多阅读，请查看 endianness .