C的实用笔记43——共用体/联合体

1.啥是共用体？和结构体有什么区别？

1、共用体的概念：不同类型的变量共享一块内存空间

2、共用体与结构体的区别：

1. 相同点：共用体和结构体一样，都是构造类型，长的差不多。
2. 不同点：
   1. 结构体变量中的成员变量有各自单独空间。共用体变量中的成员变量共享空间，空间大小由最大类型确定。
   2. 结构体变量中的成员变量互不影响，但是对共用体变量中的成员变量赋值会导致覆盖。

2.共用体变量的四要素

与普通变量的四要素完全相同。

1、共用体变量的类型：也就是共用体，它是我们自创的类型，也是构造类型。它的声明通常不放在函数中，书写的方式就像全局变量，因为它要尽可能让程序中的所有位置都能使用这个类型声明。共用体又有三部分：

1. union关键字：表示构造的是共用体。
2. 共用体类型名：和结构体一样，编程习惯是用大写开头，小写开头虽然不出错，就是看起来太low了。
3. 共用体成员列表：和结构体一样，成员列表也称为域表，通常我们称结构体成员列表（域表）中的每个成员为成员变量（域），成员变量之间用分号隔开。你可以定义许多成员变量，但并不是每一个选项在具体使用中会被派上用场，不要给成员变量赋值，虽然不出错，但是看起来太low了。

   union Test				//union是关键字，Test是自己取的共用体类型名
   {						//花括号中的是共用体成员列表
       char cdata;
       int idata;
       double ddata;
   };						//从此以后，我们构造了一个共用体，它是 union Test 类型。

1、共用体的知识点：

1. 共用体声明时，末尾加分号；
2. 共用体这个构造类型，决定了共用体变量占用空间的大小，系统会在程序运行或编译阶段给你静态分配好内存。可以肯定的是：空间大小由最大类型来确定确定。
3. 与int a; 中 类型名是int一个道理，这里union Test 在概念上就相当于 int。

2、共用体变量的名字：是共用体变量定义时候的名字，与 int a; 中变量名是a一个道理。

3、共用体变量的地址：显然这就是指向共用体变量的指针。值得注意的是，共用体变量的地址和它的各成员的地址都是同一个地址。

4、结构体变量的值：这里指的是共用体变量中成员变量的值，由于共用一块内存，它们的值也会相互影响。

3.共用体变量的定义（测一下占用空间）

1、知识点：定义的方式也和结构体一样，有标准的一种，不推荐的两种。同时，共用体变量的占用空间大小是成员变量里占用空间最大的确定的。

#include 
union Test
{
    char cdata;
    int idata;
    double ddata;
};
int main(int argc, char const *argv[])
{
    union Test t1;									   //t1就是union Test类型的共用体变量
    int sizeOfTest = sizeof(union Test);
    printf("共用体占用内存大小:%d\n", sizeOfTest);		//8，因为最大的成员占8个字节
    return 0;
}

2、两种不推荐的定义方式：

1. 声明共用体，同时定义共用体变量：后面照样可以定义其他共用体变量，但这个方法尽量少用

   union Test
   {
       char cdata;
       int idata;
       double ddata;
   } t1, t2;

2. 声明共用体时不写类型名，必须同时定义共用体变量：少用，因为后面无法再拿它来定义其他共用体变量。有时候我们这么用是在结构体中又套了一层共用体的情况（见习题1），那么内层的共用体可以不写类型名，因为我们不关心它。

   union
   {
       char cdata;
       int idata;
       double ddata;
   } t1, t2;

4.如何引用共用体变量中的成员变量（测一下地址）

与结构体一样，都是通过点运算符'.'。共用体变量名.成员变量名

1、知识点：共用体变量中所有成员的地址都相同

 

#include 
union Test
{
    char cdata;
    int idata;
    double ddata;
};
int main(int argc, char const *argv[])
{
    union Test t1;
    printf("ti的地址   ：0x%p\n", &t1);
    printf("cdata的地址：0x%p\n", &t1.cdata);
    printf("idata的地址：0x%p\n", &t1.idata);
    printf("ddata的地址：0x%p\n", &t1.ddata);
    return 0;
}

2、知识点：由于共用一块内存，所以给一个共用体变量中的成员变量赋值，其他成员变量的值会被覆盖。（根据变量值是从低地址开始存放的特点，可以自己计算一下覆盖后是什么值）

 

#include 
union Test
{
    char cdata;
    int idata;
    double ddata;
};
int main(int argc, char const *argv[])
{
    union Test t1;
    t1.idata = 10;
    t1.cdata = 'a';							//'a'会把10给覆盖掉，很明显的是'a'的ASCII码是97
    printf("idata=%d\n", t1.idata);
    t1.idata = 0x12345678;
    t1.cdata = 0xcc;                        //cc会把78给覆盖掉
    printf("idata=0x%x\n", t1.idata);    
    return 0;
}

5.共用体变量的初始化（只能给其中一个成员初始化）

1、知识点：如果给结构体变量初始化，那么只有第一个值有效，后面的均无效（这里没有覆盖）。且运行时会警告你有多余元素。

 

#include 
union Test
{
    char cdata;
    int idata;
    double ddata;
};
int main(int argc, char const *argv[])
{
    union Test t1 = {'a', 10, 10.5};			只有第一个值'a'是有效的，后面均无效，且报错
    printf("cdata=%c\n", t1.cdata);
    printf("idata=%d\n", t1.idata);
    printf("ddata=%lf\n", t1.ddata);
    return 0;
}

6.习题

代码心得：

1. 涉及到前后多个键盘输入时，要格外注意scanf、gets这些函数特点，判断它们：能否跳过第一个空格、回车、Tab键？能否吃掉输入结束的回车键？
2. 涉及到输入时，如果你程序中有地方写错了，程序崩溃且不报错，那么就用gdb测试，①如果发现段错误就可能是没加取地址符号；②如果出现了一些看不懂的报错信息，那么多半是scanf中的占位符使用出错，比如说把%符号写成了&等其他符号；③更离谱的情况是，你输入的数据和占位符不匹配。
3. 涉及到输出时，如果你程序中有地方写错了，程序崩溃且不报错，那么就用gdb测试，如果输出结果不对，那么多半是printf中的占位符和输出类型不匹配，比如说将字符型输出时，你却用%s。程序就会崩溃，但是用gdb测试就能看出确实写错了。

习题1：

 

1. 思路：结构体中有联合体（同一个表格中有两类群体，导致表格中某列的数据类型不能统一，但是又舍不得浪费内存）。我们发现：对于学生和老师来说，性别、号码、性别、职业这四项是相同的（通用的，老师或者学生的这些数据的类型是一致的），不同点在于班级和职务（学生的班级是整型的，而老师的职务是字符串型的）。所以定义一个结构体，成员列表中有性别、号码、性别、职业；再定义一个共用体，成员列表中有班级和职务；最后把共用体变量作为结构体成员列表中的一员，也就是放在一个表格中处理。初始化这个表格的突破口：通过职业这个成员变量，确定这个人是老师还是学生，然后把共用体变量给初始化了，是学生就输入班级，是老师就输入职务，其他字段需要的话也可以初始化。

   声明一个结构体（内含共用体）:
   struct Person
   {
       char sex;
       char career;
       char phone[12];
       char name[32];
       union 						//共用体的类型名可以不写，因为不关心
       {
           int class;
           char subject[12];
       } mes;
   };
   1. 定义一个结构体数组，同一个表格中有学生和老师两类群体，不妨设为: struct Person p[3];
   2. 用sizeof关键字计算出结构体数组长度，保存在变量len中: int len = sizeof(p) / sizeof(p[0]);
   3. for循环（注意这里不写表达式3），代表结构体数组下标（第i个人）的变量i从0开始, 

2. 代码：

   #include 
   struct Person
   {
       char sex;
       char career;
       char phone[12];
       char name[32];
       union 
       {
           int class;
           char subject[12];
       } mes;
   };
   int main(int argc, char const *argv[])
   {
       struct Person p[3];     //结构体数组，同一个表格中有学生和老师两类群体
       int i;
       int len = sizeof(p) / sizeof(p[0]);
       for(i=0; i