关于联合和多个整数值答案

【问题标题】：Regarding union and multiple integer values关于联合和多个整数值
【发布时间】：2017-06-06 19:55:23
【问题描述】：

我正在学习 C 并且我尝试了联合。我的代码如下：

#include <stdio.h>

union date {
 int year  ;
 char month;
 char day  ;
 };

int main() {
 union date birth;
 birth.year = 1984;
 birth.month = 7;
 birth.day = 28;
 printf("%d, %d, %d\n",birth.year, birth.month, birth.day);
 // return 1820,28,28
 return 0;
}

1984 用二进制写为 0111 1100 0000
7 用二进制写为 0110
28 用二进制写为 0001 1100

我知道由于联合，birth.year 的值是 0111 0001 1100，即 1820。但我不明白为什么 birth.month 返回值为 28。

【问题讨论】：

我猜你只能访问最后修改的值，不是吗？
@SouravGhosh：这是一个棘手的问题。我将 C 标准解释为保证您可以使用联合进行类型双关（如memcpy()）。
@L.M 你期望month 包含什么？（没有双关语的意思，但您应该提及您希望看到的内容）
@EOF 当然可以，当然，只需要加倍小心，你最终可能会陷入陷阱。 :) 我之前没说的是“安全”。
@SouravGhosh 假设您的实现中char 等效于unsigned char，您可以安全地访问.month 和.day 而不必担心陷阱表示。

标签： c unions

【解决方案1】：

我认为您误解了工会的目的。如果你想要一个存储一组属性的对象（例如d.year、d.month、d.day），你需要一个结构体。

简而言之，联合可以让您将多种不同类型中的一种放入单个变量中。例如，假设您正在实现一个文件系统。假设您想要一个变量current_block，它可以引用一个超级块或一个数据块，分别由struct super_block 和struct data_block 定义。然后你可以这样做：

union block_generic{
    struct super_block;
    struct data_block;
}

union block_generic current_block;

现在current_block 可以是超级块或数据块。

编辑：只是想添加一个关于联合实际使用的快速附录。继续上面的例子，将current_block 视为一个超级块，例如，为了访问文件系统的 inode 数量，您将执行 current_block.super_block.n_inodes（我的意思是要指出的是，您不直接处理union 变量，你可以指定它应该戴哪个“类型的帽子”。

【讨论】：

【解决方案2】：

引用C11，第 §6.7.2.1 章，（强调我的）

联合的大小足以容纳其最大的成员。 at 的值大多数成员都可以随时存储在联合对象中。 指向适当转换的联合对象指向其每个成员（或者如果成员是位域，然后到它所在的单元），反之亦然。

所以，您的预期基础是错误的。您不能同时为联合的所有成员拥有值，只能拥有一个。

另外，来自章节 §6.5.2.3，脚注 95，

如果用于读取联合对象内容的成员与上次使用的成员不同在对象中存储一个值，该值的对象表示的适当部分被重新解释作为新类型中的对象表示，如 6.2.6 中所述（有时称为“类型双关语''）。这可能是一个陷阱表示。

这里，最后分配的值day恰好与month的大小相同，所以当你尝试读取day时，它会返回month的值。

【讨论】：

非常感谢。那是我不明白的。
@L.M 不客气。 :) 你也可以考虑accepting an answer that helped you，这是 StackOverflow 表达谢谢的方式。

【解决方案3】：

联合将其所有成员存储在同一空间中，并且该空间中存在的数据对应于最后写入的任何成员。工会与其最大的成员完全一样大。您没有提及您的特定平台，但假设现代 x86 Windows、MacOS 或桌面 Linux 上的一个相当新的 GCC，char 可能是 8 位，int 可能是 32 位，使您的日期联合看起来像这个：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
\_______________ year ________________/
\ month /
\_ day _/

让我们来看看你对union date birth 的使用，好吗？从birth.year = 1984;开始，我们有（记住x86是little endian）

1100 0000 0000 0111 0000 0000 0000 0000
\_______________ year ________________/
\ month /
\_ day _/

然后birth.month = 7;:

0000 0111 0000 0111 0000 0000 0000 0000
\_______________ year ________________/
\ month /
\_ day _/

最后，birth.day = 28;：

0001 1100 0000 0111 0000 0000 0000 0000
\_______________ year ________________/
\ month /
\_ day _/

应该清楚的是，写给工会的任何成员都会覆盖所有其他成员的至少一部分。

对比一个结构，它的所有成员都有唯一的存储空间，使其至少与其所有成员加在一起一样大（填充可能更大）。如果您将示例代码中的所有union 实例替换为struct，最后您会在内存中得到如下所示的内容：

1100 0000 0000 0111 0000 0000 0000 0000 0000 0111 0001 1100
\_______________ year ________________/ \ month / \_ day _/

每个成员的数据都完好无损，可以使用birth.year、birth.month 或birth.day 正确检索。

【讨论】：

【解决方案4】：

联合是 C 中可用的一种特殊数据类型，它允许在同一内存位置存储不同的数据类型。

也就是说，您必须一次使用一个变量。

http://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_unions.htm

【讨论】：

【解决方案5】：

这完全误解了联合是什么。联合是一个值数组，它们都从相同的内存位置开始；如果要在一种数据类型中存储多个单独的值，则需要使用结构。

例如，使用联合，您可以这样做：

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

typedef union _myunion
{
    int32_t s;
    uint32_t u;
} myunion;

int main()
{
    myunion u;
    u.s = -1;
    printf("%d %u\n", u.s, u.u);
    return 0;
}

输出：

-1 4294967295

基本上，您分配一个值，所有工会成员都会获得该值；如果它以不同的类型以不同的方式表示，那就这样吧。

在一个结构体中，每个变量都占用自己的内存位置，因此如果您想将包括年、月和日在内的完整日期作为单独的变量存储在结构体中，您可以毫无问题地这样做。

【讨论】：