Union内存分布 - 技术栈

最近研究union，发现union内存分布挺有意思。

Union定义是什么？

Union是中文名是联合体，类似于struct，但是跟struct有很多区别，里面参数公用内存。

Union和struct的区别

①结构体(struct)中所有变量是"共存"的------优点是"有容乃大"，全面；缺点是struct内存空间的分配是粗放的，不管用不用，全分配。

②而联合体(union)中是各变量是"互斥"的------缺点就是不够"包容"；但优点是内存使用更为精细灵活，也节省了内存空间。

下面我们通过例子看看Union内存分布。

复制代码

#include <stdio.h>
int main(){
    typedef union {
       long i;
       int k[4];
       char c;    
    }DATE;
    struct data
    {
        int cat;
        DATE cow;
        double dog;
    }too;
    DATE max;
    long a = 0;
    printf("%ld , %ld ,%ld\r\n",sizeof(struct data),sizeof(max),sizeof(struct data)+sizeof(max));
    printf("%p,%p ,%p\r\n", &max.i,&max.k,&max.c);
    printf("%ld\r\n",sizeof(long));
    return 0;
    
}

上面代码运行结果是

复制代码

32 , 16 ,48
0x7ffc73484f50,0x7ffc73484f50 ,0x7ffc73484f50
8

看到第二行，访问Union变量里面的参数，地址都是一样的，完全就是共用一个内存首地址，并且各种变量名都可以同时使用，操作也是共同生效

内存分配

根据上面代码，union分配内存大小是16，因为long i 内存分配大小是8,int k $4$ 大小是16，char c分配大小是1，说明union分配大小是根据最大参数内存大小分配。

但是如果把int k $4$ 改成k $5$ 呢，上面结果会出现什么？

复制代码

#include <stdio.h>
int main(){
    typedef union {
       long i;
       int k[5];
       char c;    
    }DATE;
    struct data
    {
        int cat;
        DATE cow;
        double dog;
    }too;
    DATE max;
    long a = 0;
    printf("%ld , %ld ,%ld\r\n",sizeof(struct data),sizeof(max),sizeof(struct data)+sizeof(max));
    printf("%p,%p ,%p\r\n", &max.i,&max.k,&max.c);
    printf("%ld\r\n",sizeof(long));
    return 0;
    
}

运行结果是

复制代码

40 , 24 ,64
0x7fffbde34f10,0x7fffbde34f10 ,0x7fffbde34f10
8

此时union分配内存大小是24，前面不是说好了union分配大小是根据最大参数内存大小分配吗？

下面还有个概念，就是内存对齐，因为在64位机器上，long站8个字节，int k $5$ 占用20个字节，

但是由于内存对齐的原因，系统会将联合体的大小调整为最大成员大小的整数倍，即24个字节（20不是8的整数倍，所以会向上取整到24个字节）。