union和位域的混合使用

1、union（共用体）

1.1、概述

C 语言中，union是一种数据类型，对比于结构体，结构体中的每个成员都占用独立的内存空间，而联合中所有的成员都共享同一个内存空间。

也就是说，union中的不同成员要表示的是同一个变量的不同数据类型。

1.2、代码

#include 

union data{
    int n;
    char ch;
    short m;
};

int main(){
    union data a;
    printf("%d, %d\n", sizeof(a), sizeof(union data) );
    a.n = 0x40;
    printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
    a.ch = '9';
    printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
    a.m = 0x2059;
    printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
    a.n = 0x3E25AD54;
    printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
   
    return 0;
}

 

 注意：

1、union的存储空间以最大的成员为准，成员定义中最大的是int n，所以为4个字节。

2、图中的ch,n,m共用了4字节的内存空间。（根据大小端不同，存放顺序会不一致）

3、修改其中的一个成员，会覆盖原有数据，而造成其他成员的变化。

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2、位域

2.1、概述

在定义结构体时，我们可以指定某个成员变量所占用的二进制位数（Bit）。

• 成员变量的类型限制最大的二进制位数。
• “：”后指定该成员变量所占用的二进制位数。

2.2、代码

struct bit_field {
    unsigned int a : 1;
    unsigned int b : 2;
    unsigned int c : 5;
};

这个结构体有三个成员变量 a、b 和 c，它们分别占用 1 位、2 位、5 位二进制位。

2.3、特殊说明

• 位域成员变量的访问速度并不一定比一般的成员变量快，因为有些编译器不支持单个位域的直接操作，需要先将整个位域读入CPU寄存器中，然后进行各种“位运算”操作。

• 对于位域成员变量，不能取地址运算符（&）对其进行取址操作，因为它们并不按字节对齐，取址操作会得到一个编译错误。

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3、混合使用的代码及解释

union 
{
	u16 wDevSta ;
	struct
	{
		unsigned char bRegister:1;
		unsigned char bONLine:1;
		unsigned char bReConnect:1;
		unsigned char bLowBAT:1;
		unsigned char bConfig:1;
		unsigned char b5:1;
		unsigned char b6:1;
		unsigned char b7:1;
		unsigned char b8:1;
		unsigned char b9:1;
		unsigned char b10:1;
		unsigned char b11:1;
		unsigned char b12:1;
		unsigned char b13:1;
		unsigned char b14:1;
		unsigned char b15:1;
	} ch;
}g_DevStatus;

定义了一个union类型的变量g_DevStatus，包含了一个u16 wDevSta和一个嵌套的结构体成员ch。

在结构体成员ch中，有16个位域变量，每个位域变量都只占用1位，分别用来表示设备的不同状态，取值为0或1。

例如，如果要将设备的bONLine状态设置为1，可以使用以下2种代码：

g_DevStatus.ch.bONLine = 1;

g_DevStatus.wDevSta |= (1<<1);