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14. Union 结构

文章来源:知付 更新时间:2022-05-28 16:25 热度:370

有时需要一种数据结构,不同的场合表示不同的数据类型。比如,如果只用一种数据结构表示水果的“量”,这种结构就需要有时是整数(6个苹果),有时是浮点数(1.5公斤草莓)。

C 语言提供了 Union 结构,用来自定义可以灵活变更的数据结构。它内部可以包含各种属性,但同一时间只能有一个属性,因为所有属性都保存在同一个内存地址,后面写入的属性会覆盖前面的属性。这样做的最大好处是节省空间。

union quantity {
  short count;
  float weight;
  float volume;
};

上面示例中, union 命令定义了一个包含三个属性的数据类型 quantity 。虽然包含三个属性,但是同一时间只能取到一个属性。最后赋值的属性,就是可以取到值的那个属性。

使用时,声明一个该类型的变量。

// 写法一
union quantity q;
q.count = 4;

// 写法二
union quantity q = {.count=4};

// 写法三
union quantity q = {4};

上面代码展示了为 Union 结构赋值的三种写法。最后一种写法不指定属性名,就会赋值给第一个属性。

执行完上面的代码以后, q.count 可以取到值,另外两个属性取不到值。

printf("count is %in", q.count); // count is 4
printf("weight is %fn", q.weight); // 未定义行为

如果要让 q.weight 属性可以取到值,就要先为它赋值。

q.weight = 0.5;
printf("weight is %fn", q.weight); // weight is 0.5

一旦为其他属性赋值,原先可以取到值的 q.count 属性就不再有效了。除了这一点,Union 结构的其他用法与 Struct 结构,基本上是一致的。

Union 结构也支持指针运算符 ->

union quantity {
  short count;
  float weight;
  float volume;
};

union quantity q;
q.count = 4;

union quantity* ptr;
ptr = &q;

printf("%dn", ptr->count); // 4

上面示例中, ptrq 的指针,那么 ptr->count 等同于 q.count

Union 结构指针与它的属性有关,当前哪个属性能够取到值,它的指针就是对应的数据类型。

union foo {
  int a;
  float b;
} x;

int* foo_int_p = (int *)&x;
float* foo_float_p = (float *)&x;

x.a = 12;
printf("%dn", x.a);           // 12
printf("%dn", *foo_int_p);    // 12

x.b = 3.141592;
printf("%fn", x.b);           // 3.141592
printf("%fn", *foo_float_p);  // 3.141592

上面示例中, &x 是 foo 结构的指针,它的数据类型完全由当前赋值的属性决定。

typedef 命令可以为 Union 数据类型起别名。

typedef union {
  short count;
  float weight;
  float volume;
} quantity;

上面示例中, union 命令定义了一个包含三个属性的数据类型, typedef 命令为它起别名为 quantity

Union 结构的好处,主要是节省空间。它将一段内存空间,重用于不同类型的数据。定义了三个属性,但同一时间只用到一个,使用 Union 结构就可以节省另外两个属性的空间。Union 结构占用的内存长度,等于它内部最长属性的长度。

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