我们可以在联合中使用指针吗？答案

【问题标题】：Can we use pointer in union?我们可以在联合中使用指针吗？
【发布时间】：2011-06-12 12:17:54
【问题描述】：

如果没有，为什么？使用联合而不是结构？

【问题讨论】：

标签： c embedded unions

【解决方案1】：

你可以在联合中使用任何数据类型，没有限制。

关于在结构上使用联合，结构在内存中按顺序排列它们的数据。这意味着它们的所有子组件都是独立的。

另一方面，联合对其所有子组件使用相同的内存，因此一次只能存在一个。

例如：

                                 +-----+-----+
struct { int a; float b }  gives |  a  |  b  |
                                 +-----+-----+
                                    ^     ^
                                    |     |
                 memory location:  150   154
                                    |
                                    V
                                 +-----+
union { int a; float b }  gives  |  a  |
                                 |  b  |
                                 +-----+

在“对象”由其他对象组成的情况下使用结构，例如由两个整数组成的点对象，它们是 x 和 y 坐标：

typedef struct {
    int x;           // x and y are separate
    int y;
} tPoint;

联合通常用于对象可以是许多事物之一但一次只能是一个的情况，例如无类型存储系统：

typedef enum { STR, INT } tType;
typedef struct {
    tType typ;          // typ is separate.
    union {
        int ival;       // ival and sval occupy same memory.
        char *sval;
    }
} tVal;

它们对于节省内存很有用，尽管现在这点越来越少（除了在嵌入式系统等低级工作中），所以你看不到很多。

【讨论】：

联合不是为了节省内存：它们表示一个sum类型，即。一种类型，例如。要么浮点数或整数。工会很难使用，而且非常有限。请考虑改用boost::variant。
恐怕我不得不不同意几乎所有这些，@Alexandre :-) 它们是（即使是现在）对于节省内存特别是在小型 -嵌入式世界。如果您了解底层布局（包括实现定义的弱点），它们并不难使用，并且在有人将提升到 C （检查标签）之前，变体类型不会有太大用处:-)
我忘记了 1) 是 C 2) 人们有时需要靠近硬件。尽管如此，我的观点是联合（在 C++ 中）不应该用于表示和类型。
@AlexandreC。再次标记工会有什么问题？您的支持论点似乎有问题，并且已被很好地反驳。你提供任何进一步的理由吗？我认为“限制”无关紧要，因为构造（标记的联合）为这项工作做好了充分的准备，而“困难”显然是主观的。具有讽刺意味的是，我认为在等待 boost 时保持流程比简单地思考我正在编程的内容要困难得多，也更耗时。

【解决方案2】：

嗯，根据 ISO/IEC 9899:TC3（C99 标准）：

联合类型描述了一组重叠的非空成员对象，每个对象它有一个可选的指定名称和可能的不同类型。

简而言之，联合成员的内存空间是重叠的，你给联合成员起的名字可以让你读取那个位置的内存大小。考虑：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

typedef union
{
    struct
    {
        uint8_t a;
        uint8_t b;
        uint8_t c;
        uint8_t d;
    };
    uint32_t x;
} somenewtype;

typedef union
{
    uint32_t* p;
    uint8_t* q;
} somepointer;

int main(int argc, char** argv)
{
    uint32_t r;
    uint8_t s;
    somenewtype z;
    somepointer p;
    r = 0x11223344; s = 0x11;
    z.x = 0x11223344;
    p.p = &r;
    p.q = &s;
    printf("%x%x%x%x\n", z.d, z.c, z.b, z.a);
    printf("%x %x\n", *(p.p), *(p.q));
}

在第一个 printf 中，我们所做的是打印出 32 位整数的 8 位部分。当然希望匿名结构中没有填充。

在第二个 printf 中？我不得不逐步使用 gdb 来理解，但我做到了：

p.p = (uint32_t *) 0x7fffffffde5c;
p.q =  (uint8_t *) 0x7fffffffde5b "\021D3\"\021P\337\377\377\377\177";
p.p = (uint32_t *) 0x7fffffffde5b;

当然，指针的大小都是一样的，所以分配p.q 会覆盖p.p 的地址。我强烈怀疑将 32 位整数的地址取消引用到 8 位指针正在打印“该位置的任何内容 + 32 位大小”，这对我来说恰好是 22334411。但我怀疑，在这一点上，行为是未定义的。

无论如何，这个小练习的目的是向您展示：

联合可用于通过不同的“类型”修饰符访问相同的内存位置。
您必须小心您所做的事情并了解您正在使用的底层类型。如果您要使用指针，请注意它们的修改，因为您可能会开始指向谁知道什么。

我应该指出，我可以看到 somenewtype 的实际用途，但看不到 somepointer - 这是一个人为的例子，我很确定会破坏。

【讨论】：