C语言之联合体（union）
鱼鹰谈单片机2019-01-23 21:14
联合体，就是将几种数据类型联合起来的一种数据结构，但是它们共用一个空间。
怎么理解呢？川剧变脸见过没，就是来来回回的变来变去，给人看的眼花缭乱的，但是不管你怎么变，面具下的脸却始终不变。同样的道理，各种数据类型就是各种脸谱，对外展现了不同的形象，唯一不变的就是它的内存空间的二进制数据始终都是一样的，它们占用的空间也是同一个地方，只是这些二进制数据当你把它看成浮点型的时候，它是浮点数；当你把它看成无符号整数的时候，就是无符号数，或者你把这些数据看成有符号的数据，那么它就是有符号数据。
比如上面的，同样的代码，因为显示的时候采用不同的方式（面具），所以看起来不一样，但实际上它的十六进制数也是一样的，通过两个整型数据就可以看出来，都是 0xC0B0 0000。实际上浮点数据 5.5 深入去看的话，也一定是 0xC0B0 0000，只是这里没办法看到罢了。实际上我们可以直接通过内存地址 0x2000 0010（上图可以看到这个地址）观察数据的，可以看下图：
可以看到，这个地址周围只有一个 0xC0B0 0000，相连的几个数据都是 0 ，这也间接的说明了浮点 5.5 在内存中存的就是这个值（关于浮点数的存取，我会单独用一小节讲述）。
再比如一个 24 bit 表示的像素点，由 Red，Green，Blue 三种颜色组成（由这三种颜色可以组成任一种看到的颜色），每种颜色 8 bit，但是有时候他们又可以进行组合，组合一个代表像素点的值，这时就可以使用联合体。
这里就是一个联合体的声明（关于 typedef 关键字，看C语言之类型定义（typedef），关于 struct 关键字，看C语言之结构体（struct））。这里可以看到，这个联合体里包含了一个结构体和一个无符号整型数据。当需要某一种颜色数据时就调用这个颜色的值，而当需要整个像素的值时就调用 Value 就可以了。
如下：
现在知道怎么使用了，现在看看内存是怎样的：
可以看到，这个联合体共占 4 字节空间，它既可以表示 Value，也可以修改其中的 Red、Green、Blue。但是也能发现这里还有一个空闲的 1 个字节，这是因为 Value 为四字节，所以只能按照最大的空间申请内存空间（联合体占用的内存空间总是等于当中最大的一个数据类型的大小）。
现在再来理解一下前面的代码，一开始设置 Value 的值，此时因为占用的是一块内存空间，所以就会同时更改 Red、Green、Blue。Value 赋值为 0x0020 3040，按照小端存储方式，Red = 0x40，Green = 0x30，Blue = 0x20。
当修改 Blue 的值时，只有 Blue 改变了，变为 0x10，又因为他们共用一个空间，所以 Value 也跟着改变了。
所以利用这种特性，在数据传输的时候，就可以对数据进行拆分（当然也可以采用强制转换的办法，另说），比如将一个四字节的 int 数据，拆分为四个 unsigned char，或者将一个浮点数拆分为 unsigned char 用于字节传输发送。
而如果 R、G、B 这种结构体类型可能其他地方需要用到，那么就可以将这种结构体声明放到联合体外面使用，然后把它当成一种新的数据类型和整型数据联合，效果是一样的。
对联合体有疑问的，欢迎留言。
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