干货分享 | C语言的联合体

1、联合体介绍

我们知道结构体(Struct)是一种构造类型或复杂类型,它可以包含多个类型不同的成员。在C语言 中,还有另外一种和结构体非常类似的语法,叫做共用体(Union),它的定义格式为:

union 共用体名{ 
成员列表
 };

共用体有时也被称为联合或者联合体,这也是 Union 这个单词的本意。

结构体和共用体的区别在于:结构体的各个成员会占用不同的内存,互相之间没有影响;而共用体的所

有成员占用同一段内存,修改一个成员会影响其余所有成员。

结构体占用的内存大于等于所有成员占用的内存的总和(成员之间可能会存在缝隙),共用体占用的内

存等于最长的成员占用的内存。共用体使用了内存覆盖技术,同一时刻只能保存一个成员的值,如果对

新的成员赋值,就会把原来成员的值覆盖掉。


#include "stdafx.h"
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h> 
union data{ 
   int n; 
   char ch; 
   short m; 
};
int main(){ 
union data a; 
printf("sizeof(a) = %d\n", sizeof(a));
a.n = 0x11;
printf("n=%X, ch=%X, m=%X\n", a.n, a.ch, a.m);
a.ch = 0x66;
printf("n=%X, ch=%X, m=%X\n", a.n, a.ch, a.m); 
a.m = 0x5577; 
printf("n=%X, ch=%X, m=%X\n", a.n, a.ch, a.m); 
a.n = 0x11226677; 
printf("n=%X, ch=%X, m=%X\n", a.n, a.ch, a.m); 
system("pause"); 
return 0; }

运行结果:

运行结果


2 、结构体冒号的用法

结构体中的冒号表示位域,位域出现的原因是由于某些信息的存储表示只需要几个bit位就可以表示而不 需要一个完整的字节,同时也是为了节省存储空间和方便处理。

其表示形式为:



struct 位域结构名
{
类型说明符	位域名:位域长度
}

其表示形式为:

struct  bit_struct
{
int  bit1:3;
int  bit2:5;
int  bit3:7;
}data;

其中bit_struct表示位域结构体,bit1、bit2、bit3表示对应的位域,data表示位域结构体定义的变量。整个位域结构体占用2个字节,bit1占3位,bit2占5位,bit1和bit2共用一个字节,bit3占7位,独占一个字节


#include "stdafx.h" 
#include <stdlib.h> 
#include <stdio.h>
struct  bit_struct 
{
  char  bit1:3;
  char  bit2:5;
  char  bit3:7;
}data;
int main()
{
   data.bit1 = 0xAA;
  data.bit2 = 0xAA;
  data.bit3 = 0xAA;
 printf("sizeof(data) = %x \n data.bit1 = %x \n data.bit2 = %x \n data.bit3 = %x \n",sizeof(bit_struct),data.bit1,data.bit2,data.bit3);
  system("pause");
  return 0;
}


运行结果:

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3、联合使用

举一个MCP2518FD芯片的例子:先看一下CAN帧格式:

CAN帧格式


//占用4个字节
typedef struct _CAN_MSGOBJ_ID {
uint32_t SID : 11;
uint32_t EID : 18;uint32_t SID11 : 1;
uint32_t unimplemented1 : 2;
} CAN_MSGOBJ_ID;
//占用4个字节
typedef struct _CAN_TX_MSGOBJ_CTRL {
uint32_t DLC : 4;
uint32_t IDE : 1;
uint32_t RTR : 1;
uint32_t BRS : 1;
uint32_t FDF : 1;
uint32_t ESI : 1;
#ifdef MCP2517FD
uint32_t SEQ : 7;
uint32_t unimplemented1 : 16;
#else
uint32_t SEQ : 23;
#endif
} CAN_TX_MSGOBJ_CTRL;
//占用4个字节
typedef uint32_t CAN_MSG_TIMESTAMP;//没有用到
typedef union _CAN_TX_MSGOBJ {
struct {
CAN_MSGOBJ_ID id; //占4个字节
CAN_TX_MSGOBJ_CTRL ctrl; //占4个字节
CAN_MSG_TIMESTAMP timeStamp;//占4个字节
} bF; //共享12个字节
uint32_t word[3];//共享12个字节
uint8_t byte[12];//共享12个字节
} CAN_TX_MSGOBJ;
txObj.bF.id.SID = CAN_TX_ID;
txObj.bF.ctrl.DLC = CAN_DLC_4;//发送的数据长度
txObj.bF.ctrl.IDE = 0;//标识符扩展位,在扩展帧中恒为隐性1,在标准帧中,IDE位于控制段,且
恒为显性0
txObj.bF.ctrl.BRS = 0;//BRS(Bit Rate Switch)位速率转换开关,当BRS为显性位时数据段的位
速率与仲裁段的位速率一致,当BRS为隐性位时数据段的位速率高于仲裁段的位速率
txObj.bF.ctrl.FDF = 0;//扩展数据长度,在标准的CAN帧中,控制场包含的保留位被指定为显性位发
送,但是在CAN-FD帧中以隐性位发送,主要用于区分标准CAN帧格式和CAN-FD的帧格式
n = DRV_CANFDSPI_DlcToDataBytes(CAN_DLC_4);
for (i = 0; i < n; i++)
{
txd[i] = Count;
Count++;
}uint8_t txBuffer[MAX_MSG_SIZE];
txBuffer[0] = txObj->byte[0]; //not using 'for' to reduce no of instructions
txBuffer[1] = txObj->byte[1];
txBuffer[2] = txObj->byte[2];
txBuffer[3] = txObj->byte[3];
txBuffer[4] = txObj->byte[4];
txBuffer[5] = txObj->byte[5];
txBuffer[6] = txObj->byte[6];
txBuffer[7] = txObj->byte[7];
uint8_t i;
for (i = 0; i < txdNumBytes; i++)
{
txBuffer[i + 8] = txd[i];
}
// Make sure we write a multiple of 4 bytes to RAM
uint16_t n = 0;
uint8_t j = 0;
if (txdNumBytes % 4)
{
// Need to add bytes
n = 4 - (txdNumBytes % 4);
i = txdNumBytes + 8;
for (j = 0; j < n; j++)
{
txBuffer[i + 8 + j] = 0;
}
}
spiTransferError = DRV_CANFDSPI_WriteByteArray(index, a, txBuffer,
txdNumBytes + 8 + n);
if (spiTransferError)
{
return -4;
}
// Set UINC and TXREQ
spiTransferError = DRV_CANFDSPI_TransmitChannelUpdate(index, channel,
flush);
if (spiTransferError)
{
return -5;
}
return spiTransferError;