如何使用union处理浮点数据？

 

联合体（union）的使用和分析

1、联合体

联合体(union）与结构体(struct)有一些相似之处。但两者有本质上的不同。在结构体中,各成员有各自的内存空间, 一个结构变量的总长度是各成员长度之和。而在联合体中,各成员共享一段内存空间, 一个联合变量的长度等于各成员中最长的长度。应该说明的是, 这里所谓的共享不是指把多个成员同时装入一个联合变量内, 而是指该联合变量可被赋予任一成员值,但每次只能赋一种值, 赋入新值则冲去旧值。

2、声明共用体类型

一个联合体类型必须经过定义之后, 才能使用它，才能把一个变量声明定义为该联合体类型。

联合变量的声明和结构变量的声明方式相同, 也有三种形式。

一般形式具体如下：

 

union 共用体名
{
   //成员列表
   数据类型 成员名;
   数据类型 成员名;
   ....
}

 

示例：

 

union _MQ
{
 char data8[4];
 int  data32;
}; 

 

3、定义共用体变量

一般形式具体如下：

 

union _MQ
{
 char data8[4];
 int  data32;
}; 
//定义共用体变量
union _MQ mq;

 

合并简化形式具体如下：

 

union _MQ
{
 char data8[4];
 int  data32;
}mq;

 

匿名结构体形式具体如下：

 

union 
{
 char data8[4];
 int  data32;
}mq;

 

使用 typedef 声明共用体类型，再定义共用体变量:

 

typedef union MQ
{
 char data8[4];
 int  data32;
} _MQ;
//定义共用体变量，以下两种效果一样
union MQ mq;
_MQ mq;

 

4、上代码：

 

#include 
  
union Test {
        unsigned char a;
        unsigned short b;
        unsigned int c;
};
 
int main(void)
{
        union Test test;
        printf("%lu
", sizeof(union Test));
        printf("%lu
", sizeof(test));
        printf("&test = %p, &test.a = %p, &test.b = %p, &test.c = %p
", &test, &test.a, &test.b, &test.c);
        test.c = 0x11223344;
        printf("test.c = %x
", test.c);
        printf("test.a = %x
", test.a);
        printf("test.b = %x
", test.b);
        test.a = 0x88;
        printf("test.c = %x
", test.c);
        printf("test.a = %x
", test.a);
        printf("test.b = %x
", test.b);
        return 0;
}

 

结果：

 

4
4
&test = 0x7fff4a0708c4, &test.a = 0x7fff4a0708c4, &test.b = 0x7fff4a0708c4, &test.c = 0x7fff4a0708c4
test.c = 11223344
test.a = 44
test.b = 3344
test.c = 11223388
test.a = 88
test.b = 3388

 

结果分析：

1、联合体的大小为最大成员的大小，在联合体union Test中unsigned int是最大的占4个字节。

2、联合体共用一块内存，其内存大小为最大成员的内存大小，所以所以成员的地址都一样，&test = &test.a = &test.b = &test.c。

3、给联合体某个成员赋值时会影响到另外一个成员的数值，如下图：

如果是小端模式：

变量高位是放高地址、变量低位是放低地址。这里test.c=0x11223344指11为高位、44为低位。

栈区遵循“先进后出、后进先出”的规则，即打印的时候从高地址到地址依次打印，所以test.c打印值为11223344。

从上图可以看出，test.a、test.b和test.c的起使地址都是44对应的地址，所以他们的地址都是一样的。

如果test.a = 0x88，那么test.a、test.b和test.c本来的值都会发生改变，即test.a = 88，test.b = 3388，test.c = 11223388。

利用联合体处理浮点型数据

经过上面对联合体的简单介绍，想必不少同学已经知道小飞哥接下来要说什么了吧

直接上测试代码：

测试结果是什么呢？

输入的浮点数是6.91，我们可以看到uint8_data也有了4个值，从联合体的定义来看，这两个值应该是一样的，我们来验证下是不是如此：

浮点转16进制还是挺麻烦的，有精力的同学可以自己算算，没精力的同学可以使用这个链接的在线转换工具

http://xnkiot.com/#/floating

转换之后的结果跟我们上面代码运行的结果是一致的

那这个转换有什么意义呢？我们经常通讯串数过程中，比如串口传输的事单字节数据，对于float类型的数据就不能直接传输了，需要进行转化，使用联合体就可以很方便的进行“自动转换”了

　　审核编辑：汤梓红