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许大仙 2024-10-12 11:14:54 +08:00
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@ -2,17 +2,421 @@
## 1.1 概述 ## 1.1 概述
* 有的时候,需要一种数据结构,在不同的场合表示不同的数据类型,如:需要一种数据结构表示学生的成绩,有的时候是`整数`80、90 等;有的时候是`字符`,如:'A'、'B' 等有的时候是浮点数80.5、60.5 等。 * 有的时候,需要一种数据结构,在不同的场合表示不同的数据类型,如:需要一种数据结构表示学生的成绩,有的时候是`整数`80、90 等;有的时候是`字符`,如:'A'、'B' 等;有的时候是`浮点数`80.5、60.5 等。
* C 语言提供了`共用体`union联合结构类型用来自定义可以灵活变更的数据类型。它内部可以包含各种属性但是同一时间只能有一个属性因为所有的属性都保存在同一个内存地址后面写入的属性将会覆盖前面的属性。 * C 语言提供了`共用体`union联合结构类型用来自定义可以灵活变更的数据类型。它内部可以包含各种属性但是同一时间只能有一个属性因为所有的属性都保存在同一个内存地址后面写入的属性将会覆盖前面的属性。
> [!NOTE] > [!NOTE]
> >
> * ① 之所以C 语言会提供共用体,就是因为其可以节省内存。 > * ① 之所以C 语言会提供共用体,就是因为其可以节省内存。
> * ② 在实际开发中,共用体并不会使用的非常频繁,结构体的应用更加频繁。 > * ② 在实际开发中,共用体并不会使用很频繁;反而,结构体的使用更加频繁!!!
> * ③ 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。
## 1.2 声明共用体
* 语法:
```c
union 共用体名 {
数据类型1 成员名1; // 分号结尾
数据类型2 成员名2;
……
数据类型n 成员名n;
}
```
* 示例:
``` c {4-8}
#include <stdio.h>
// 声明公用体
union Data {
int s; // 整数80、90
char g; // 字符,如:'A'、'B'
double f; // 浮点数80.5、90.5
};
int main() {
// 禁用 stdout 缓冲区
setbuf(stdout, nullptr);
return 0;
}
```
## 1.3 定义公用体变量
### 1.3.1 概述
* 定义了新的数据类型(公用体类型)以后,就可以定义该类型的变量,这与定义其他类型变量的写法是一样的。
### 1.3.2 方式一
* 语法:
```c
union 共用体类型名称 共用体变量名;
```
> [!NOTE]
>
> - ① 需要先定义共用体,然后再定义共用体变量。
> - ② `union` 关键字不能省略;否则, C 语言编译器将会报错。
> [!CAUTION]
>
> 在 C 语言中共用体union和共用体变量是两个不同的概念如下所示
>
> - ① 共用体是一种自定义的数据类型,像一种模板,定义了数据的格式,不占用内存空间。
> - ② 共用体变量是根据共用体类型创建的变量,代表了一个具体的对象,用于存储数据,需要内存空间来存储。
* 示例:
```c {16}
#include <stdio.h>
// 声明公用体
union Data {
int s; // 整数80、90
char g; // 字符,如:'A'、'B'
double f; // 浮点数80.5、90.5
};
int main() {
// 禁用 stdout 缓冲区
setbuf(stdout, nullptr);
// 定义共用体变量
union Data data ;
return 0;
}
```
### 1.3.3 方式二
* 语法:
```c
union 共用体名 {
数据类型1 成员名1; // 分号结尾
数据类型2 成员名2;
……
数据类型n 成员名n;
} 共用体变量1共用体变量2,...;
```
> [!NOTE]
>
> 在声明共用体的同时定义共用体变量。
* 示例:
```c {8}
#include <stdio.h>
// 声明公用体
union Data {
int s; // 整数80、90
char g; // 字符,如:'A'、'B'
double f; // 浮点数80.5、90.5
} data1,data2; // 定义共用体变量
int main() {
// 禁用 stdout 缓冲区
setbuf(stdout, nullptr);
return 0;
}
```
### 1.3.4 方式三
* 语法:
```c
union {
数据类型1 成员名1; // 分号结尾
数据类型2 成员名2;
……
数据类型n 成员名n;
} 共用体变量1共用体变量2,...;
```
> [!NOTE]
>
> - ① 在声明共用体的同时定义共用体变量,但是不给共用体名,这种方式的结构体也称为`匿名共用体`。
> - ② 和`方式二`相比,后面的代码将无法通过该共用体来定义变量,因为没有共用体名称,除非使用 `typedef` 关键字。
* 示例:
```c {4,8}
#include <stdio.h>
// 声明公用体
union {
int s; // 整数80、90
char g; // 字符,如:'A'、'B'
double f; // 浮点数80.5、90.5
} data1, data2; // 定义共用体变量
int main() {
// 禁用 stdout 缓冲区
setbuf(stdout, nullptr);
return 0;
}
```
## 1.4 共用体变量中成员的获取和赋值
### 1.4.1 概述
* 成员是共用体的一个组成部分,一般是基本数据类型、也可以是数组、指针、结构体等。共用体的成员也可以称为属性。
* 共用体使用点号 `.` 获取单个成员,可以进行赋值和取值。
### 1.4.2 共用体成员赋值
* 语法:
```c
共用体变量名.成员名 = 值; // 值可以是常量或变量
```
> [!CAUTION]
>
> * ① 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。
> * ② 给共用体变量中的成员赋值的时候,尽量每次只给一个成员赋值,防止产生数据覆盖现象!!!
* 示例:
```c {19}
#include <stdio.h>
// 声明公用体
union Data {
int s; // 整数80、90
char g; // 字符,如:'A'、'B'
double f; // 浮点数80.5、90.5
};
int main() {
// 禁用 stdout 缓冲区
setbuf(stdout, nullptr);
// 定义共用体变量
union Data data;
// 赋值
data.s = 80;
printf("data.s = %d\n", data.s); // data.s = 80
// 给其它成员赋值,会产生数据覆盖现象
data.g = 'A';
printf("data.s = %d\n", data.s); // data.s = 65
return 0;
}
```
### 1.4.3 使用大括号给共用体中的某个成员赋值
* 示例:
```c
union 共用体类型 共用体变量 = {.}; // 只给首成员赋值
```
```c
union 共用体类型 共用体变量 = {.xxx = xxx}; // 给任一成员赋值
```
* 示例:
```c {16}
#include <stdio.h>
// 声明公用体
union Data {
int s; // 整数80、90
char g; // 字符,如:'A'、'B'
double f; // 浮点数80.5、90.5
};
int main() {
// 禁用 stdout 缓冲区
setbuf(stdout, nullptr);
// 定义共用体变量并进行初始化
union Data data = {80};
printf("data.s = %d\n", data.s); // data.s = 80
return 0;
}
```
* 示例:
```c
#include <stdio.h>
// 声明公用体
union Data {
int s; // 整数80、90
char g; // 字符,如:'A'、'B'
double f; // 浮点数80.5、90.5
};
int main() {
// 禁用 stdout 缓冲区
setbuf(stdout, nullptr);
// 定义共用体变量并进行初始化
union Data data = {.g = 'A'};
printf("data.g = %c\n", data.g); // data.g = A
return 0;
}
```
## 1.5 错误方式
* 不要向给结构体变量中成员一样,给超过 2 个以上的成员赋值,因为其底层的内存结构是不一样的。
* 示例:错误演示
```c
#include <stdio.h>
// 声明公用体
union Data {
int s; // 整数80、90
char g; // 字符,如:'A'、'B'
double f; // 浮点数80.5、90.5
};
int main() {
// 禁用 stdout 缓冲区
setbuf(stdout, nullptr);
// 定义共用体变量并进行初始化
// 错误方式,因为给超过 2 个以上的成员赋值
union Data data = {.s = 80, .g = 'A', .f = 80.5}; // [!code error]
return 0;
}
```
## 1.6 应用示例
* 需求:现有一张关于学生信息和教师信息的表格。
> [!NOTE]
>
> 表格信息,如下所示:
>
> | 姓名 | 编号 | 性别 | 职业 | 分数/ 课程 |
> | ---- | ---- | ----- | ---- | ---------- |
> | 张三 | 1001 | 男(m) | 学生 | 89.5 |
> | 李四 | 1101 | 男(m | 老师 | math |
> | 王五 | 1002 | 女(f) | 学生 | English |
> | 赵六 | 1102 | 男(m) | 来世 | 95.0 |
* 示例:
```c
#include <stdio.h>
struct Person {
char name[20];
int id;
char gender; // 性别 m->男 f->女
char profession; // 职业 s->学生 t->老师
union {
float score;
char course[20];
} sc; // sc 是一个共用体变量
};
#define TOTAL 5
int main() {
// 禁用 stdout 缓冲区
setbuf(stdout, nullptr);
// 定义共用体变量并进行初始化
struct Person persons[TOTAL];
printf("----------请输入学生和老师的信息-----------\n\n");
// 输入人员信息
for (int i = 0; i < TOTAL; i++) {
printf("请输入姓名:");
scanf("%s", persons[i].name);
printf("请输入编号:");
scanf("%d", &(persons[i].id));
printf("请输入性别:");
scanf(" %c", &(persons[i].gender));
printf("请输入职业:");
scanf(" %c", &(persons[i].profession));
if (persons[i].profession == 's') { // 如果是学生
printf("请输入学生成绩:");
scanf("%f", &persons[i].sc.score);
} else { // 如果是老师
printf("请输入老师课程:");
scanf("%s", persons[i].sc.course);
}
printf("\n");
}
printf("----------学生和老师的信息,如下所示:-----------\n\n");
// 输出人员信息
for (int i = 0; i < TOTAL; i++) {
printf("姓名:%s ", persons[i].name);
printf("编号:%d ", persons[i].id);
printf("性别:%c ", persons[i].gender);
printf("职业:%c ", persons[i].profession);
if (persons[i].profession == 's') { // 如果是学生
printf("成绩:%f ", persons[i].sc.score);
} else { // 如果是老师
printf("课程:%s ", persons[i].sc.course);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
```