union变量存储

本文介绍了小端和大端字节序的概念,通过示例详细解释了它们如何在内存中存储整数。并通过C语言程序验证了Intel X86体系结构下的PC机采用小端字节序,同时展示了联合体中数据的存储方式。

字节序

小端字节序(Little Edian)指低字节数据存放在内存低地址处,高字节数据存放在内存高地址处。比如整形1在内存中的存放情况是:

而换成大端字节序(Big Edian)则是:

基于Intel X86的体系结构的PC机是小端字节序,我们可以写一个程序来验证。

#include<stdio.h>

main(){
	int num=1;
	int c=num>>24;
	printf("%d\n",c);
	c=num & 0xff;
	printf("%d\n",c);
}

输出0和1。

我们知道union中只存储一个成员变量,union的长度是其size最大的成员变量的长度。

#include<stdio.h>

union {
	int i;
	char x[2];
}a;

main(){
	a.x[0]=10;
	a.x[1]=1;
	printf("%d\n",a.i);
}

a是全局变量,它被初始化为0。a占4个字节的内存空间,并且a.x和a.i共用此空间。联合体a中数据存储情况是:

所以a.i=0x010A,即266。

### Union 全局变量的用法 在编程中,`union` 是一种特殊的数据类型,允许在同一内存位置存储不同的数据类型。与 `struct` 不同的是,`union` 中的所有成员共享同一块内存空间,因此任何时候只有一个成员可以持有有效值。 当声明一个全局 `union` 变量时,它可以在程序的不同部分被访问修改,类似于其他类型的全局变量。以下是关于 `union` 全局变量的一些重要特性用法: #### 1. 声明初始化 可以通过以下方式声明并初始化一个全局 `union` 变量: ```c // 定义 union 类型 union Data { int i; float f; char str[20]; }; // 声明全局 union 变量 union Data globalData; int main() { // 初始化全局 union 变量的一个成员 globalData.i = 10; return 0; } ``` 需要注意的是,在某些情况下,编译器可能会对 `union` 进行填充以满足特定的对齐需求[^2]。 #### 2. 访问赋值 由于 `union` 的所有成员共享同一个内存区域,写入其中一个成员会覆盖另一个成员的值。例如: ```c globalData.f = 3.14f; // 赋值给浮点数成员 printf("%d\n", globalData.i); // 输出可能是无意义的结果,因为整数成员已被覆盖 ``` 这种行为使得 `union` 非常适合用于处理不同数据表示形式的情况,比如在网络协议解析或硬件寄存器操作中。 #### 3. 使用场景 - **网络通信**: 在网络协议栈实现中,经常需要将二进制流解释为多种数据类型。通过 `union`,可以直接映射字节序列到所需的数据结构。 - **嵌入式开发**: 处理硬件寄存器时,通常需要支持位域其他复杂布局。`union` 提供了一种简洁的方式来管理这些情况。 #### 4. 注意事项 尽管 `union` 很有用,但也存在一些潜在的风险: - 数据一致性问题:如果多个线程同时读取或写入同一个 `union` 成员而没有同步机制,则可能导致不可预测的行为。 - 内存对齐:正如前面提到过的那样,编译器会对 `union` 添加额外的空间以便于优化性能[^2]。 下面是一个完整的例子展示如何使用全局 `union` 来切换不同类型的操作: ```c #include <stdio.h> union GlobalUnion { int integer_value; double floating_point_value; } global_union; void set_integer(int value) { global_union.integer_value = value; } double get_floating_point() { return global_union.floating_point_value; } int main() { set_integer(42); printf("Integer Value: %d\n", global_union.integer_value); global_union.floating_point_value = 3.14; printf("Floating Point Value: %.2lf\n", get_floating_point()); return 0; } ``` 此代码片段展示了设置获取 `union` 不同成员的方法,并说明了它们之间的相互影响关系。 ---
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