了解联合的内存内容答案

【问题标题】：Understanding the memory content of a union了解联合的内存内容
【发布时间】：2010-03-04 04:32:54
【问题描述】：

假设我这样定义一个联合：

#include <stdio.h>

int main() {
    union u {
        int i;
        float f;
    };
    union u tst;
    tst.f = 23.45;

    printf("%d\n", tst.i);

    return 0;
}

谁能告诉我tst 存储的内存是什么样的？

我试图了解该程序产生的输出1102813594。

【问题讨论】：

标签： c++ c memory memory-management unions

【解决方案1】：

这取决于实现（编译器、操作系统等），但如果需要，您可以使用调试器实际查看内存内容。

例如，在我的 MSVC 2008 中：

0x00415748  9a 99 bb 41

是内存内容。从左侧的 LSB 读取（Intel，little-endian 机器），这是 0x41bb999a 或者实际上是 1102813594。

然而，通常整数和浮点数存储在相同的字节中。根据您访问联合的方式，您将获得这些字节的整数或浮点解释。同样，内存空间的大小取决于实现，尽管它通常是与某个固定边界对齐的最大组成部分。

为什么在您（或我的）案例中具有这样的价值？您应该阅读有关浮点数表示的信息（查找 ieee 754）

【讨论】：

嗯，你的意思可能不是“最大的组成部分”，而是最严格的。
@rogue：根据标准——“联合体的大小足以容纳其最大的成员”
iirc，来自 k&r，“虽然机器不同，但对于每台机器，都有一个最严格的类型：如果最严格的类型可以存储在特定地址，那么所有其他类型也可能是。” -- 但我想你是对的，因为标准总是正确的，无论哪种方式 + 1。
@rogue，你说的是对齐，所以你们俩都是对的。联合应与其所有成员正确对齐，通常由最严格的成员定义，并且对于最大的成员来说应该足够大。

【解决方案2】：

结果取决于编译器的实现，但对于大多数 x86 编译器，float 和 int 的大小相同。维基百科有一个很好的 32 位浮点布局图 http://en.wikipedia.org/wiki/Single_precision_floating-point_format，可以帮助解释 1102813594。

如果将 int 打印为十六进制值，将更容易计算出来。

printf("%x\n", tst.i);

【讨论】：

【解决方案3】：

使用联合，两个变量都存储在相同的内存位置。浮点数以 IEEE 格式存储（不记得标准编号，您可以查看[编辑：正如其他人指出的，IEEE 754]）。但是，它将是一个二进制补码归一化（尾数始终在 0 和 10 之间，指数可以是任何值）浮点数。

您正在获取该数字的前 4 个字节（再次，您可以查看浮点数占用的 16 位或 32 位中的哪些位，不记得了）。所以它基本上没有任何意义，它作为 int 没有用。也就是说，除非您知道为什么要这样做，但通常浮点和整数组合并不是很有用。

而且，不，我不认为它是由实现定义的。我相信标准规定了浮点数的格式。

【讨论】：

C++ 标准不强制要求符合 IEEE-754 的 FP 表示——但鼓励使用 std::numeric_limits::is_iec559 成员（相当于 IEEE-754）。此外，非规范化数字也是有效的。
你可能比我记得更清楚。谢谢。 C 语言也一样吗？

【解决方案4】：

在联合中，成员将共享相同的内存。这样我们就可以将浮点值作为整数值。

浮点数格式将不同于整数存储。这样我们就可以理解使用联合的区别。

例如：如果我将 12 个整数值存储在（32 位）中。我们可以得到这 12 个值作为浮点格式。

它将存储为有符号（1 位）、指数（8 位）和有效精度（23 位）。

【讨论】：

【解决方案5】：

我编写了一个小程序，它显示了将 32 位浮点数的位模式保存为 32 位整数时会发生什么。它为您提供与您正在经历的完全相同的输出：

#include <iostream>

int main()
{
    float f = 23.45;
    int x = *reinterpret_cast<int*>(&f);

    std::cout << x; // 1102813594
}

【讨论】：