結構體和聯合體的區別

聯合體
用途：使幾個不同類型的變量共占一段內存(相互覆蓋)

結構體是一種構造數據類型
用途：把不同類型的數據組合成一個整體-------自定義數據類型

總結：

聲明一個聯合體：

 union abc{
           int i;
           char m;
          };

1. 在聯合體abc中，整型量i和字符m公用同一內存位置。

2. 當一個聯合被說明時，編譯程序自動地產生一個變量，其長度為聯合中最大的變量長度。

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結構體變量所占內存長度是各成員占的內存長度的總和。

共同體變量所占內存長度是各最長的成員占的內存長度。

共同體每次只能存放哪個的一種！！

共同體變量中起作用的成員是最后一次存放的成員，在存入新的成員后原有的成員失去了作用！

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Struct與Union主要有以下區別:

1. struct和union都是由多個不同的數據類型成員組成, 但在任何同一時刻, union中只存放了一個被選中的成員, 而struct的所有成員都存在。在struct中，各成員都占有自己的內存空間，它們是同時存在的。一個struct變量的總長度等於所有成員長度之和。在Union中，所有成員不能同時占用它的內存空間，它們不能同時存在。Union變量的長度等於最長的成員的長度。

2. 對於union的不同成員賦值, 將會對其它成員重寫, 原來成員的值就不存在了, 而對於struct的不同成員賦值是互不影響的。

在C/C++程序的編寫中，當多個基本數據類型或復合數據結構要占用同一片內存時，我們要使用聯合體；當多種類型，多個對象，多個事物只取其一時（我們姑且通俗地稱其為“n 選1”），我們也可以使用聯合體來發揮其長處。

首先看一段代碼：

 union myun
 {
      struct { int x; int y; int z; }u;
      int k;
 }a;
 int main()
 {
      a.u.x =4;
      a.u.y =5;
      a.u.z =6;
      a.k = 0;
      printf("%d %d %d\n",a.u.x,a.u.y,a.u.z);
      return 0;
 }

union類型是共享內存的，以size最大的結構作為自己的大小，這樣的話，myun這個結構就包含u這個結構體，而大小也等於u這個結構體的大小，在內存中的排列為聲明的順序x,y,z從低到高，然后賦值的時候，在內存中，就是x的位置放置4，y的位置放置5，z的位置放置6，現在對k賦值，對k的賦值因為是union，要共享內存，所以從union的首地址開始放置，首地址開始的位置其實是x的位置，這樣原來內存中x的位置就被k所賦的值代替了，就變為0了，這個時候要進行打印，就直接看內存里就行了，x的位置也就是k的位置是0，而 y，z的位置的值沒有改變，所以應該是0,5,6

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1. struct的巨大作用

面對一個大型C/C++程序時，只看其對struct的使用情況我們就可以對其編寫者的編程經驗進行評估。因為一個大型的C/C++程序，勢必要涉及一些(甚至大量)進行數據組合的結構體，這些結構體可以將原本意義屬於一個整體的數據組合在一起。從某種程度上來說，會不會用struct，怎樣用struct是區別一個開發人員是否具備豐富開發經歷的標志。在網絡協議、通信控制、嵌入式系統的C/C++編程中，我們經常要傳送的不是簡單的字節流（char型數組），而是多種數據組合起來的一個整體，其表現形式是一個結構體。經驗不足的開發人員往往將所有需要傳送的內容依順序保存在char型數組中，通過指針偏移的方法傳送網絡報文等信息。這樣做編程復雜，易出錯，而且一旦控制方式及通信協議有所變化，程序就要進行非常細致的修改。一個有經驗的開發者則靈活運用結構體，舉一個例子，假設網絡或控制協議中需要傳送三種報文，其格式分別為packetA、packetB、packetC：

 struct structA
 {
     int a;
     char b;
 };
 struct structB
 {
     char a;
     short b;
 };
 struct structC
 {
     int a;
     char b;
     float c;
 }

優秀的程序設計者這樣設計傳送的報文：

 struct CommuPacket
 {
     int iPacketType;　　//報文類型標志
     union　　　　　　   //每次傳送的是三種報文中的一種，使用union
     {
         struct structA packetA;
         struct structB packetB;
         struct structC packetC;
     }
 };

在進行報文傳送時，直接傳送struct CommuPacket一個整體。

　　假設發送函數的原形如下：

// pSendData：發送字節流的首地址，iLen：要發送的長度
Send(char * pSendData, unsigned int iLen);
發送方可以直接進行如下調用發送struct CommuPacket的一個實例sendCommuPacket：
Send( (char *)&sendCommuPacket , sizeof(CommuPacket) );
假設接收函數的原形如下：
// pRecvData：發送字節流的首地址，iLen：要接收的長度
//返回值：實際接收到的字節數
unsigned int Recv(char * pRecvData, unsigned int iLen)；
接收方可以直接進行如下調用將接收到的數據保存在struct CommuPacket的一個實例
recvCommuPacket中：

Recv( (char *)&recvCommuPacket , sizeof(CommuPacket) );
接着判斷報文類型進行相應處理：

 switch(recvCommuPacket. iPacketType)
 {
     case PACKET_A:
     …    //A類報文處理
     break;
     case PACKET_B:
     …　 //B類報文處理
     break;
     case PACKET_C:
     …   //C類報文處理
     break;
 }

以上程序中最值得注意的是

Send( (char *)&sendCommuPacket , sizeof(CommuPacket) );
Recv( (char *)&recvCommuPacket , sizeof(CommuPacket) );
中的強制類型轉換：(char *)&sendCommuPacket、(char *)&recvCommuPacket，先取地址，再轉化為char型指針，這樣就可以直接利用處理字節流的函數。

　　利用這種強制類型轉化，我們還可以方便程序的編寫，例如要對sendCommuPacket所處內存初始化為0，可以這樣調用標准庫函數memset()：

memset((char *)&sendCommuPacket,0, sizeof(CommuPacket));

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2. struct成員對齊

Intel、微軟等公司曾經出過一道類似的面試題：

 #include <iostream.h>
 #pragma pack(8)
 struct example1
 {
     short a;
     long b;
 };
 struct example2
 {
     char c;
     example1 struct1;
     short e;
 };
 #pragma pack()
 int main(int argc, char* argv[])
 {
     example2 struct2;
     cout << sizeof(example1) << endl;
     cout << sizeof(example2) << endl;
     cout << (unsigned int)(&struct2.struct1) - (unsigned int)(&struct2) << endl;
     return 0;
 }

問程序的輸入結果是什么？

答案是：

8
16
4

不明白？還是不明白？下面一一道來：

2.1 自然對界

    struct是一種復合數據類型，其構成元素既可以是基本數據類型（如int、long、float等）的變量，也可以是一些復合數據類型（如 array、struct、union等）的數據單元。對於結構體，編譯器會自動進行成員變量的對齊，以提高運算效率。缺省情況下，編譯器為結構體的每個 成員按其自然對界（natural alignment）條件分配空間。各個成員按照它們被聲明的順序在內存中順序存儲，第一個成員的地址和整個結構的地址相同。

    自然對界(natural alignment)即默認對齊方式，是指按結構體的成員中size最大的成員對齊。

    例如：

 struct naturalalign
 {
     char a;
     short b;
     char c;
 };

在上述結構體中，size最大的是short，其長度為2字節，因而結構體中的char成員a、c都以2為單位對齊，sizeof(naturalalign)的結果等於6；

如果改為：

 struct naturalalign
 {
     char a;
     int b;
     char c;
 };

其結果顯然為12。

2.2 指定對界

一般地，可以通過下面的方法來改變缺省的對界條件：

    使用偽指令#pragma pack (n)，編譯器將按照n個字節對齊；
    使用偽指令#pragma pack ()，取消自定義字節對齊方式。

　　注意：如果#pragma pack (n)中指定的n大於結構體中最大成員的size，則其不起作用，結構體仍然按照size最大的成員進行對界。

例如：

 #pragma pack (n)
 struct naturalalign
 {
     char a;
     int b;
     char c;
 };

當n為4、8、16時，其對齊方式均一樣，sizeof(naturalalign)的結果都等於12。而當n為2時，其發揮了作用，使得sizeof(naturalalign)的結果為8。

2.3 面試題的解答

　　至此，我們可以對Intel、微軟的面試題進行全面的解答。

　　程序中第2行#pragma pack (8)雖然指定了對界為8，但是由於struct example1中的成員最大size為4（long變量size為4），故struct example1仍然按4字節對界，struct example1的size為8，即第18行的輸出結果；

　　struct example2中包含了struct example1，其本身包含的簡單數據成員的最大size為2（short變量e），但是因為其包含了struct example1，而struct example1中的最大成員size為4，struct example2也應以4對界，#pragma pack (8)中指定的對界對struct example2也不起作用，故19行的輸出結果為16；

　　由於struct example2中的成員以4為單位對界，故其char變量c后應補充3個空，其后才是成員struct1的內存空間，20行的輸出結果為4。

3. C和C++之間結構體的深層區別

      在C++語言中struct具有了“類”　的功能，其與關鍵字class的區別在於struct中成員變量和函數的默認訪問權限為public，而class的為private。

例如，定義struct類和class類：

 struct structA
 {
       char a;
       …
 }
 class classB
 {
       char a;
       …
 }

則：

 struct A a;
 a.a = 'a';    //訪問public成員，合法
 classB b;
 b.a = 'a';    //訪問private成員，不合法

許多文獻寫到這里就認為已經給出了C++中struct和class的全部區別，實則不然，另外一點需要注意的是：

　　C++中的struct保持了對C中struct的全面兼容（這符合C++的初衷——“a better c”），因而，下面的操作是合法的：

 //定義struct
 struct structA
 {
     char a;
     char b;
     int c;
 };
 structA a = {'a' , 'a' ,1};    // 定義時直接賦初值

即struct可以在定義的時候直接以{ }對其成員變量賦初值，而class則不能。

4. struct編程注意事項

看看下面的程序：

 #include <iostream.h>
 struct structA
 {
     int iMember;
     char *cMember;
 };
 int main(int argc, char* argv[])
 {
     structA instant1,instant2;
     char c = 'a';
     instant1.iMember = 1;
     instant1.cMember = &c;
     instant2 = instant1;
     cout << *(instant1.cMember) << endl;
     *(instant2.cMember) = 'b';
     cout << *(instant1.cMember) << endl;
     return 0;
 }

14行的輸出結果是：a
16行的輸出結果是：b

　　Why?我們在15行對instant2的修改改變了instant1中成員的值！

　　原因在於13行的instant2 = instant1賦值語句采用的是變量逐個拷貝，這使得instant1和instant2中的cMember指向了同一片內存，因而對instant2的修改也是對instant1的修改。

　　在C語言中，當結構體中存在指針型成員時，一定要注意在采用賦值語句時是否將2個實例中的指針型成員指向了同一片內存。

　　在C++語言中，當結構體中存在指針型成員時，我們需要重寫struct的拷貝構造函數並進行“=”操作符重載。

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C語言中的結構體(struct)和聯合體(union)的簡介

看到有朋友介紹union，我以前還沒有用過這個東西呢，也不懂，就去搜了點資料來看，也轉給大家，希望壇子里的給予改正或補充。謝謝！

聯 合(union) 
1. 聯合說明和聯合變量定義 
聯合也是一種新的數據類型, 它是一種特殊形式的變量。 
聯合說明和聯合變量定義與結構十分相似。其形式為: 
union 聯合名{ 
數據類型 成員名; 
數據類型 成員名; 
... 
} 聯合變量名; 
聯合表示幾個變量公用一個內存位置, 在不同的時間保存不同的數據類型 和不同長度的變量。 
下例表示說明一個聯合a_bc: 

 union a_bc{
     int i;
     char mm;
 };

再用已說明的聯合可定義聯合變量。  
例如用上面說明的聯合定義一個名為 lgc 的聯合變量 ,  可寫成 : 
union a_bc lgc; 
在聯合變量 lgc 中 ,  整型量 i 和字符 mm 公用同一內存位置。  
當一個聯合被說明時 ,  編譯程序自動地產生一個變量 ,  其長度為聯合中最大的變量長度。  
聯合訪問其成員的方法與結構相同。同樣聯合變量也可以定義成數組或指針 , 但定義為指針時 ,  也要用 "->;" 符號 , 此時聯合訪問成員可表示成 : 
聯合名 ->; 成員名  
另外 ,  聯合既可以出現在結構內 ,  它的成員也可以是結構。  

例如：

 struct{
     int age;
     char *addr;
     union{
         int i;
         char *ch;
     }x;
 }y[10];

若要訪問結構變量y[1]中聯合x的成員i, 可以寫成: 
y[1].x.i; 
若要訪問結構變量y[2]中聯合x的字符串指針ch的第一個字符可寫成: 
*y[2].x.ch; 
若寫成"y[2].x.*ch;"是錯誤的。

2. 結構和聯合的區別 
結構和聯合有下列區別: 
1. 結構和聯合都是由多個不同的數據類型成員組成, 但在任何同一時刻, 聯合轉只存放了一個被選中的成員, 而結構的所有成員都存在。 
2. 對於聯合的不同成員賦值, 將會對其它成員重寫, 原來成員的值就不存在了, 而對於結構的不同成員賦值是互不影響的。 
下面舉一個例了來加深對聯合的理解。 

例4：

 main()
 {
     union{
     int i;
     struct{
         char first;
         char second;
     }half;
 }number;

 number.i=0x4241;
 printf("%c%cn", number.half.first, number.half.second);
 number.half.first='a';
 number.half.second='b';
 printf("%xn", number.i);
 getch();
 }

輸出結果為：

AB

6261

從上例結果可以看出: 當給i賦值后, 其低八位也就是first和second的值;當給first和second賦字符后, 這兩個字符的ASCII碼也將作為i的低八

共用體

構造數據類型,也叫聯合體

用途：使幾個不同類型的變量共占一段內存(相互覆蓋)

 

結構體是一種構造數據類型

用途：把不同類型的數據組合成一個整體-------自定義數據類型