C/C++联合(Union)浅谈
2009-05-08 11:27
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联合提供了一种方式,能够规避C的类型系统,允许以多种类型来引用一个对象。联合声明的语法和结构体的语法一样,只不过语义相差很大。它们不是用不同的域来引用不同的存储器块,而是引用同一块存储块。
下面我们来举几个例子:
struct STest
{
char c;
int i[ 2 ];
double var;
};
union UTest
{
char c;
int i[ 2 ];
double var;
};
我们可以查看内存里面的分布:
类型 c i var 大小
STest 0 4 12 20
UTest 0 0 0 8
上面的数据表示距离首地址的存储器块偏移。假如我们定义了UTest* pU; 我们分别察看p->c; p->i[ 0 ]; p->var; 它们所引用的都是数据结构的起始位置。当然求sizeof的话。UTest的大小将是它的最大类型的数据成员的大小。
联合的用处很多,这里举一个怎么用它来节省空间:
假设我们有一个二叉树的数据结构,每个叶子节点都有一个double的数据值,而每个内部节点都有指向孩子节点的指针,但是没有数据(因为是叶子节点)。如果我们像这样声明:
struct NODE
{
struct NODE* pLeft;
struct NODE* pRight;
double data;
};
我们可以知道这样一个结构体需要16个字节,每个叶子节点都会浪费一半的字节。相反,如果我们用联合来声明一个节点:
union NODE
{
struct
{
union NODE* pLeft;
union NODE* pRight;
}inter;
double data;
};
这样一来,每个节点就只需要8个字节。如果pNode是一个指向union NODE类型的指针,我们用pNode->data来引用叶子节点的数据。而pNode->inter.pLeft和pNode->inter.pRight来引用内部节点的孩子。
这样可能出现一种情况,就是无法确定是哪种节点(内部节点或叶子节点)。我们可以引用一个标志域。
struct NODE
{
BOOL isLeaf;
union
{
struct
{
union NODE* pLeft;
union NODE* pRight;
}inter;
double data;
}info;
}
不过对于这样小的节省而导致代码的可读性变得差了一些。在这里联合带来的好处可以忽略。对于较多域的数据结构,这样的节省会更加吸引人一些。
还有一个用法就是用来访问不同数据类型的位。如:
UINT floatToBits( float fVar )
{
union
{
float fV;
UINT uI;
}temp;
temp.fV = fVar;
return temp.uI;
}
我们看看汇编代码:
mov eax,dword ptr [ fVar ]
mov dword ptr [ temp ],eax
它跟下面的函数产生回汇编代码是一样的:
UINT floatToBits( UINT var )
{
return var;
}
这就证明汇编代码里面缺乏信息,无论是什么类型都相对于EBP偏移固定的值。过程只是简单的拷贝,并没有修改任何位。
再举个例子吧:
double bitToDouble( UINT uParam1, UINT uParam2 )
{
union
{
double d;
UINT u[ 2 ];
}temp;
temp.u[ 0 ] = uParam1;
temp.u[ 1 ] = uParam2;
return temp.d;
}
好了,更多的用法大家在慢慢体会吧,这里就抛砖引玉了- -
下面我们来举几个例子:
struct STest
{
char c;
int i[ 2 ];
double var;
};
union UTest
{
char c;
int i[ 2 ];
double var;
};
我们可以查看内存里面的分布:
类型 c i var 大小
STest 0 4 12 20
UTest 0 0 0 8
上面的数据表示距离首地址的存储器块偏移。假如我们定义了UTest* pU; 我们分别察看p->c; p->i[ 0 ]; p->var; 它们所引用的都是数据结构的起始位置。当然求sizeof的话。UTest的大小将是它的最大类型的数据成员的大小。
联合的用处很多,这里举一个怎么用它来节省空间:
假设我们有一个二叉树的数据结构,每个叶子节点都有一个double的数据值,而每个内部节点都有指向孩子节点的指针,但是没有数据(因为是叶子节点)。如果我们像这样声明:
struct NODE
{
struct NODE* pLeft;
struct NODE* pRight;
double data;
};
我们可以知道这样一个结构体需要16个字节,每个叶子节点都会浪费一半的字节。相反,如果我们用联合来声明一个节点:
union NODE
{
struct
{
union NODE* pLeft;
union NODE* pRight;
}inter;
double data;
};
这样一来,每个节点就只需要8个字节。如果pNode是一个指向union NODE类型的指针,我们用pNode->data来引用叶子节点的数据。而pNode->inter.pLeft和pNode->inter.pRight来引用内部节点的孩子。
这样可能出现一种情况,就是无法确定是哪种节点(内部节点或叶子节点)。我们可以引用一个标志域。
struct NODE
{
BOOL isLeaf;
union
{
struct
{
union NODE* pLeft;
union NODE* pRight;
}inter;
double data;
}info;
}
不过对于这样小的节省而导致代码的可读性变得差了一些。在这里联合带来的好处可以忽略。对于较多域的数据结构,这样的节省会更加吸引人一些。
还有一个用法就是用来访问不同数据类型的位。如:
UINT floatToBits( float fVar )
{
union
{
float fV;
UINT uI;
}temp;
temp.fV = fVar;
return temp.uI;
}
我们看看汇编代码:
mov eax,dword ptr [ fVar ]
mov dword ptr [ temp ],eax
它跟下面的函数产生回汇编代码是一样的:
UINT floatToBits( UINT var )
{
return var;
}
这就证明汇编代码里面缺乏信息,无论是什么类型都相对于EBP偏移固定的值。过程只是简单的拷贝,并没有修改任何位。
再举个例子吧:
double bitToDouble( UINT uParam1, UINT uParam2 )
{
union
{
double d;
UINT u[ 2 ];
}temp;
temp.u[ 0 ] = uParam1;
temp.u[ 1 ] = uParam2;
return temp.d;
}
好了,更多的用法大家在慢慢体会吧,这里就抛砖引玉了- -
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