我们可以在联合中使用指针吗？

Question

如果没有为什么？联合优于结构的用途？

Answer 1

您可以在联合中使用任何数据类型，没有限制。

至于在结构上使用并集，结构将其数据按顺序排列在内存中。这意味着它们的所有子组件都是独立的。

另一方面，联合体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
                                    │
                                    ▼
                                 ┌─────┐
union { int a; float b }  gives  │  a  │
                                 │  b  │
                                 └─────┘

结构用于“对象”由其他对象组成的情况，例如由两个整数组成的点对象，这两个整数是 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有一个，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，尽管现在这往往越来越不受关注（除了像嵌入式系统这样的低级工作之外），所以你不需要看到很多。

Answer 2

那么，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，每个成员对象
它有一个可选的指定名称和可能不同的类型。

简而言之，联合成员的内存空间是重叠的，并且您赋予联合成员的名称允许您读取该位置的内存大小。考虑一下：

#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，我们正在做的是打印 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？我必须逐步使用 gdb 才能理解，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，指针的大小都相同，因此分配 pq 会覆盖 pp 的地址。我强烈怀疑将 32 位整数的地址取消引用为 8 位指针会打印“该位置的内容 + 32 位大小”，这对我来说碰巧是 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 - 这是一个我很确定会破坏的人为示例。