生活随笔
收集整理的這篇文章主要介紹了
从两道经典试题谈C/C++中联合体（union）的使用
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
試題一：編寫一段程序判斷系統中的CPU是Little endian還是Big endian模式？
分析：
作為一個計算機相關專業的飛鴿傳書，我們應該在計算機組成中都學習過什么叫Little endian和Big endian。Little endian和Big endian是CPU存放數據的兩種不同順序。對于整型、長整型等數據類型，Big endian認為第一個字節是最高位字節（按照從低地址到高地址的順序存放數據的高位字節到低位字節）；而Little endian則相反，它認為第一個字節是最低位字節（按照從低地址到高地址的順序存放數據的低位字節到高位字節）。
例如，假設從內存地址0x0000開始有以下數據：
| 0x0000 | 0x0001 | 0x0002 | 0x0003 |
| 0x12 | 0x34 | 0xab | 0xcd |
如果我們去讀取一個地址為0x0000的四個字節變量，若字節序為big-endian，則讀出結果為0x1234abcd；若字節序位little-endian，則讀出結果為0xcdab3412。如果我們將0x1234abcd寫入到以0x0000開始的內存中，則Little endian和Big endian模式的存放結果如下：
| 地址 | 0x0000 | 0x0001 | 0x0002 | 0x0003 |
| big-endian | 0x12 | 0x34 | 0xab | 0xcd |
| little-endian | 0xcd | 0xab | 0x34 | 0x12 |
一般來說，x86系列CPU都是little-endian的字節序，PowerPC通常是Big endian，還有的CPU能通過跳線來設置CPU工作于Little endian還是Big endian模式。
解答：
顯然，解答這個問題的方法只能是將一個字節（CHAR/BYTE類型）的數據和一個整型數據存放于同樣的內存開始地址，通過讀取整型數據，分析CHAR/BYTE數據在整型數據的高位還是低位來判斷CPU工作于Little endian還是Big endian模式。得出如下的答案：
typedef unsigned char BYTE;
int main(int argc, char* argv[])
{
?????? unsigned int num,*p;
??? p = #
?????? num = 0;
?
??? *(BYTE *)p = 0xff;
??????
?????? if(num == 0xff)
?????? {
?????? ?????? printf("The endian of cpu is little/n");
?????? }
?????? else??? //num == 0xff000000
?????? {
?????? ?????? printf("The endian of cpu is big/n");
?????? }
?????? return 0;
}
除了上述方法(通過指針類型強制轉換并對整型數據首字節賦值，判斷該賦值賦給了高位還是低位)外，還有沒有更好的辦法呢？我們知道，union的成員本身就被存放在相同的內存空間（共享內存，正是union發揮作用、做貢獻的去處），因此，我們可以將一個CHAR/BYTE數據和一個整型數據同時作為一個union的成員，得出如下答案：
int checkCPU()
{
{
union w
{
int a;
char b;
} c;
c.a = 1;
return (c.b == 1);
}
}
實現同樣的功能，我們來看看Linux操作系統中相關的源代碼是怎么做的：
static union { char c[4]; unsigned long l; } endian_test = { { 'l', '?', '?', 'b' } };
#define ENDIANNESS ((char)endian_test.l)
Linux的內核作者們僅僅用一個union變量和一個簡單的宏定義就實現了一大段代碼同樣的功能！由以上一段代碼我們可以深刻領會到Linux源代碼的精妙之處！
試題二：假設網絡節點A和網絡節點B中的通信協議涉及四類報文，報文格式為“報文類型字段+報文內容的結構體”，四個報文內容的結構體類型分別為STRUCTTYPE1~ STRUCTTYPE4，請編寫程序以最簡單的方式組織一個統一的報文數據結構。
分析：
報文的格式為“報文類型+報文內容的結構體”，在真實的通信中，每次只能發四類報文中的一種，我們可以將四類報文的結構體組織為一個union（共享一段內存，但每次有效的只是一種），然后和報文類型字段統一組織成一個報文數據結構。
解答：
根據上述分析，我們很自然地得出如下答案：
typedef unsigned char BYTE;
?
//報文內容聯合體
typedef union tagPacketContent
{
?????? STRUCTTYPE1 pkt1;
?????? STRUCTTYPE2 pkt2;
?????? STRUCTTYPE3 pkt1;
?????? STRUCTTYPE4 pkt2;
}PacketContent;
?
//統一的報文數據結構
typedef struct tagPacket
{
?????? BYTE pktType;
??? PacketContent pktContent;
}Packet;
總結
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（試題一是這樣的例證）；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（試題二是這樣的例證）。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的从两道经典试题谈C/C++中联合体（union）的使用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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