 1 共用体 共用体也叫共同体、联合体，本文使用共用体这个命名。整体而言，共用体不难理解，我们之所以觉得共用体难是因为它不常用，虽然不常用，但这并不代表它不重要，很多时候使用共用体，功能更容易实现。 共用体是一种特殊的数据类型，允许我们在相同的内存位置存储不同的数据类型。我们可以定义一个带有多成员的共用体，但是任何时候只能有一个成员带有值。共用体提供了一种使用相同的内存位置的有效方式。在共用体中，各成员共享同一段内存空间，一个共用体变量的长度等于各成员中最长的长度，需要说明的是，这里所谓的共享不是指多个成员同时装入一个联合变量内，而是指该共用体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。 因为共用体与结构体的相似性和差异性，我们不妨把这两个放到一起，对比结构体和共用体各成员的地址、值，以及结构体和共用体变量的长度，以此来分析系统是怎么对结构体和共用体进行内存分配的，如下图  从程序运行的打印信息可以看到：（1）结构体的成员a和b的地址不一样，而共用体的两个成员的地址完全一样；（2）结构体成员a和b的值为最初赋值的值，而共用体先给成员a赋值，再对成员b赋值，而最终的共用体值为成员b的值，即成员b覆盖了成员a；（3）结构体变量的长度是8，共用体变量的长度是4；下图展示内存分配对比  首先，需要明确，计算机对内存的管理是以“字”为单位的（许多计算机系统以4个字节为一个“字”）。如果在一个“字”中只存放了一个字符，虽然只占一个字节，但该“字”中的其他3个字节不会接着存放下一个数据，而会从下一个“字”开始存放其他数据。因此在用sizeof运算符求结构体 student 的长度时，得到的不是理论值1+4=5，而是8，必然是4的整数倍。 分析：结构体变量所占内存长度是各个成员占的内存长度之和，每个成员分别占有其自己的内存单元。而共用体变量所占的内存长度等于最长的成员的长度。因此我们可以看到上图中，结构体成员各自分配有内存，而共用体是按照最长的成员b分配内存。 下面再看一个综合性例子，请根据执行打印信息自行分析   小编给大家推荐一个学习氛围超好的地方，C/C++交流企鹅裙：三四一六三六七二七！适合在校大学生，小白，想转行，想通过这个找工作的加入。裙里有大量学习资料，有大神解答交流问题，每晚都有免费的直播课程 2 typeof typeof 关键字是 C 语言的一个新扩展，这个关键字在 linux 内核中应用非常广泛。typeof 关键字是获取其参数的类型，typeof 的参数可以是两种形式：表达式或类型。如果 typeof 的参数是表达式，则表达式不会执行，只会得到该表达式的类型。 先来看一个实例  分析：我们可以看到 typeof(func(m, n)) chr; 这里并没有打印“a + b = 3”，说明func()并没有执行，而只是定义了和 func() 一样类型的变量 chr。 通过上面的分析，我们可以初步了解 typeof 关键字，下面再看几个实例： （1）把 y 定义成与 x 一样的数据类型： typeof (x) y; （2）把 y 定义成与 x 一样的数据类型的数组： typeof (x) y[8]; （3）typeof(int [8]) y; 等价于 int y[8]; （4）typeof(int *) x, y; 等价于 int *x, *y; （5）typeof(int) *x, y; 等价于 int *x, y; typeof 关键字在 linux 内核中应用非常广泛，下面看看linux内核中include/linux/kernel.h 这个头文件下的一个应用，如下图  这里宏定义 max 的作用是从两个相同类型的对象中选取较大的，它接受两个参数，先用 typeof 定义两个变量 _max1， _max2，分别和 x， y的类型相同，并分别赋值为 x ，y。这里用 typeof 的作用就是可以让 max 接受任何类型的参数而不必局限于某一种单一类型。接着 (void) (&_max1 == &_max2); ，这里主要是检测两个变量的类型是否相同，因为我们并不能保证用户在使用 max 时传入的参数是相同类型的，因此取参数地址，用指针类型来比较，如果两个指针的类型不一致，编译器就会产生警告（不报error，只报warning）以达到检测的效果，至于前面的 (void)，是因为仅表达式 &_max1 == &_max2 本身是没有意义的，如果没有这个 (void) 编译器同样会警告。最后一句用来条件运算符来返回较大的值。 再来看看 linux 内核中include/linux/stddef.h这个头文件下的一个应用，这是一个非常重要和经典的应用：通过结构体成员的地址获取结构体变量的地址。  分析：我们先看 offsetof 宏，这个宏接受两个参数，参数 TYPE 代表结构体类型，参数 MEMBER 代表结构体中的成员，((TYPE *)0) 这部分，它把0强制转换成 TYPE * 型的指针类型，这样就有一个结构体类型指针指向了0地址，然后看 ((TYPE *)0)->MEMBER) ，这里 ((TYPE *)0) 指针取结构体对象中的 MEMBER 成员，这样就可以用&取 MEMBER 成员的地址了，因为结构体起始地址是0，这样 MEMBER 成员的地址也就是偏移了，整个 ((size_t)&((TYPE *)0)->MEMBER) 就取到了结构体成员相对结构体变量的偏移地址。接下来再看container_of 这个宏，它接受3个参数，第一个 ptr 代表已知成员的地址，第二个 type 代表结构体的类型，第三个 member 代表已知的成员。这一句 const typeof( ((type *)0)->member )，用 typeof 获取了 member 成员的类型，用该类型定义了一个相应的指针变量 __mptr 并将其赋值为 ptr，然后 ( (char *)__mptr - offsetof(type,member) ) 这部分就是将 __mptr 强制转换为 char * 型，再减去 member 成员的偏移量就得到了该结构体对象的首地址，再把这个首地址强制转换为 type * 型也就是结构体本身的类型对应的指针类型，最终该结构体对象的地址就求出来了。是不是感觉处处是艺术。  3 函数指针 我们经常使用函数指针实现回调函数，回调函数使用太广泛，这里不多说直接上例程。  这里先定义一个函数指针 p ，先将 p 指向 addvalue 函数求加法，再将 p 指向 subvalue 求减法。可以看出函数指针 p 并不关心所指向的函数内部实现细节（做加法还是做减法），只要所指向的函数类型和函数指针一样（typedef char (*func)(char, char);），就可以用函数指针 p 来调用不同的函数。 |
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