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union的用法以及struct的初始化

在C/C++程式的編寫中,當多個基本資料型別或複合資料結構要佔用同一片記憶體時,我們要使用聯合體;當多種型別,多個物件,多個事物只取其一時(我們姑且通俗地稱其為“n 選1”),我們也
可以使用聯合體來發揮其長處。首先看一段程式碼: union myun 
{
struct { int x; int y; int z; }u; 
int k; 
}a; 
int main() 

a.u.x =4;
a.u.y =5; 
a.u.z =6; 
a.k = 0; 
printf("%d %d %d\n",a.u.x,a.u.y,a.u.z);
return 0;
}
union型別是共享記憶體的,以size最大的結構作為自己的大小,這樣的話,myun這個結構就包含u這個結構體,而大小也等於u這個結構體 的大小,在記憶體中的排列為宣告的順序x,y,z從低到高,然後賦值的時候,在記憶體中,就是x的位置放置4,y的位置放置5,z的位置放置6,現在對k賦 值,對k的賦值因為是union,要共享記憶體,所以從union的首地址開始放置,首地址開始的位置其實是x的位置,這樣原來記憶體中x的位置就被k所賦的 值代替了,就變為0了,這個時候要進行列印,就直接看記憶體裡就行了,x的位置也就是k的位置是0,而y,z的位置的值沒有改變,所以應該是0,5,6 再看兩個試題: 試題一:編寫一段程式判斷系統中的CPU 是Little endian 還是Big endian 模式?
分析:
作 為一個計算機相關專業的人,我們應該在計算機組成中都學習過什麼叫Little endian 和Big endian。Little endian 和Big endian 是CPU 存放資料的兩種不同順序。對於整型、長整型等資料型別,Big endian 認為第一個位元組是最高位位元組(按照從低地址到高地址的順序存放資料的高位位元組到低位位元組);而Little endian 則相反,它認為第一個位元組是最低位位元組(按照從低地址到高地址的順序存放資料的低位位元組到高位位元組)。
例如,假設從記憶體地址0x0000 開始有以下資料:
0x12 0x34 0xab 0xcd
如 果我們去讀取一個地址為0x0000 的四個位元組變數,若位元組序為big-endian,則讀出結果為0x1234abcd;若位元組序位little-endian,則讀出結果為 0xcdab3412。如果我們將0x1234abcd 寫入到以0x0000 開始的記憶體中,則Little endian 和Big endian 模式的存放結果如下:

地址               0x0000 0x0001 0x0002 0x0003
big-endian         0x12   0x34   0xab   0xcd
little-endian      0xcd   0xab 0x34   0x12
一般來說,x86 系列CPU 都是little-endian 的位元組序,PowerPC 通常是Big endian,還有的CPU 能通過跳線來設定CPU 工作於Little endian 還是Big endian 模式。
解答:
顯然,解答這個問題的方法只能是將一個位元組(CHAR/BYTE 型別)的資料和一個整型資料存放於同樣的記憶體
開始地址,通過讀取整型資料,分析CHAR/BYTE 資料在整型資料的高位還是低位來判斷CPU 工作於Little

endian 還是Big endian 模式。得出如下的答案:
typedef unsigned char BYTE;
int main(int argc, char* argv[])
{
unsigned int num,*p;
p = #
num = 0;
*(BYTE *)p = 0xff;
if(num == 0xff)
{
printf("The endian of cpu is little\n");
}
else //num == 0xff000000
{
printf("The endian of cpu is big\n");
}
return 0;
}
除了上述方法(通過指標型別強制轉換並對整型資料首位元組賦值,判斷該賦值賦給了高位還是低位)外,還有沒
有更好的辦法呢?我們知道,union 的成員本身就被存放在相同的記憶體空間(共享記憶體,正是union 發揮作用、做貢獻的去處),因此,我們可以將一個CHAR/BYTE 資料和一個整型資料同時作為一個union 的成員,得出
如下答案:
int checkCPU()
{
{
union w
{
int a;
char b;
} c;
c.a = 1;
return (c.b == 1);
}
}

實現同樣的功能,我們來看看Linux 作業系統中相關的原始碼是怎麼做的:
static union { char c[4]; unsigned long mylong; } endian_test = {{ 'l', '?', '?', 'b' } };

#define ENDIANNESS ((char)endian_test.mylong)

Linux 的核心作者們僅僅用一個union 變數和一個簡單的巨集定義就實現了一大段程式碼同樣的功能!由以上一段程式碼我們可以深刻領會到Linux 原始碼的精妙之處!(如果ENDIANNESS=’l’表示系統為little endian,
為’b’表示big endian )
試題二:假設網路節點A 和網路節點B 中的通訊協議涉及四類報文,報文格式為“報文型別欄位+報文內容的結構體”,四個報文內容的結構體型別分別為STRUCTTYPE1~ STRUCTTYPE4,請編寫程式以最簡單的方式組
織一個統一的報文資料結構。

分析:
報文的格式為“報文型別+報文內容的結構體”,在真實的通訊中,每次只能發四類報文中的一種,我們可以將四類報文的結構體組織為一個union(共享一段記憶體,但每次有效的只是一種),然後和報文型別欄位統一組織成一個報文資料結構。
解答:
根據上述分析,我們很自然地得出如下答案:
typedef unsigned char BYTE;
//報文內容聯合體
typedef union tagPacketContent
{
STRUCTTYPE1 pkt1;
STRUCTTYPE2 pkt2;
STRUCTTYPE3 pkt1;
STRUCTTYPE4 pkt2;
}PacketContent;
//統一的報文資料結構
typedef struct tagPacket
{
BYTE pktType;
PacketContent pktContent;

}Packet;

寫了一個小例子,將union和struct相結合。

#include<stdio.h>
struct end{
        int end;
        union{
                        char c;
                        int k;
                }myun;

     /*union myun{

char c;

int k;

}a;struct中的union可以用這兩種方法來宣告*/
};
int main()
{
        struct end end1={
                .end=24,
                .myun={'k'},
        };//注意struct的初始化,各個成員初始化完畢之後使用‘,’而不是‘;’。
        printf("%d %c %d\n",end1.end,end1.myun.c,end1.myun.k);
        return 0;

}

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