结构体与联合体

blavy · 发表于 2014-9-29 17:00:50

最近接手了别人做的一个项目，问题不少。
在阅读程序的过程中看到其变量定义上的做法很是让我费解，也让我很郁闷。
他的做法如下，是在联合体里嵌套了多个结构体：

typedef union _RUN_PARAM{
unsigned char array[21];
struct
{
unsigned char name; // 0
unsigned char run_status; // 1
unsigned char wash_pos;
unsigned char solvent_num;
unsigned char spe_num; //4// 4
unsigned long count; // 5
unsigned int atuo_wash;
unsigned int speed_last;
unsigned int second;
unsigned int speed;
unsigned long recycle;
}path_sol;
struct
{
unsigned char name; // 0
unsigned char run_status; // 1
unsigned char wash_pos;
unsigned char back_num;
unsigned char spe_num; //4// 4
unsigned long count; // 5
unsigned int speed_push;
unsigned int count_push;
unsigned int second_push;
unsigned int speed;
unsigned long recycle;
}path_sam;
struct
{
unsigned char name; // 0
unsigned char run_status; // 1
unsigned int temperature;
unsigned char spe_num; //4// 4
unsigned long count; // 5
unsigned long times;
unsigned int second;
unsigned int speed;
unsigned long recycle;
}path_other;
}run_param;

而据我用过的新唐单片机里的写法刚好跟他相反，是结构体里嵌套联合体。
众所周知，union模型是共用一段内存，如果是里面再嵌套了struct，那在后续变量操作时难免会互相修改，从而增加产生BUG的机率。
我不知道这个人这样做的目的何在，可能是为了省内存（因为公司想要马儿跑又要马儿不吃草，用资源很少的单片机来做太多的事），但是会想到省内存的人
不会不考虑到互相更改的可能。也许这样的写法有其巨大的好处但我确实看不出来，因为我也是遇到问题才去研究。
当然若有论坛牛人经过也请放缓脚步，为我这种新手普及一下知识。
此只是发发唠骚，不喜勿喷。

blavy · 发表于 2014-11-5 22:30:56

本帖最后由 blavy 于 2014-11-5 22:37 编辑

最近学习到一个联合体的好用的方法，可以把几个不在同一个PORT口的引脚结合起来，比如PA1,PB1,PC1,PD1，可以把这几个脚放到一个字节里面用，详细如下：
typedef union
{
uint8_t byte;
struct
{
uint8_t B0:1;
uint8_t B1:1;
uint8_t B2:1;
uint8_t B3:1;
uint8_t B4:1;
uint8_t B5:1;
uint8_t B6:1;
uint8_t B7:1;
}BITS;
}BYTE_T;
先定义一个联合体分位定义的，这样里面的结构体就和byte共享同一段内存。
void DATA_RESOLVE (uint8_t DATAS)
{
BYTE_T BUFF;
BUFF.byte = DATAS;
PA1 = BUFF.BITS.B0;
PB1 = BUFF.BITS.B1;
PC1 = BUFF.BITS.B2;
PD1 = BUFF.BITS.B3;
// =BUFF.BITS.B4;
// =BUFF.BITS.B5;
// =BUFF.BITS.B6;
// =BUFF.BITS.B7;
}
这样一来，如果你想要四个脚输出PA1=1,PB1=0,PC1=0,PD2=0；只要用一条调用语句 DATA_RESOLVE (0x01);即可，可以把分散的引脚整合到一起，象一个PORT口里的一样。

CaineStrong · 发表于 2014-12-2 17:10:28

对于位的声明，要注意对齐。
之前这样定义
union mSol
{
struct
{
  unsigned mSOL_Pos_L: 12;
  unsigned mSOL_Feh_L:    2;
  unsigned mSOL_Ref_L:    2;
  unsigned reserved:          8;
  unsigned mSOL_Pos_R: 12;
  unsigned mSOL_Feh_R:    2;
  unsigned mSOL_Ref_R:    2;
}name;
unsigned char byte[6];
};
出现数据丢失。
才发现是对齐问题，改为下面的就好啦。惭愧惭愧。
union mSol
{
struct
{
  unsigned mSOL_Pos_L_L: 8;
  unsigned mSOL_Pos_L_H: 4;
  unsigned mSOL_Feh_L:    2;
  unsigned mSOL_Ref_L:    2;

  unsigned reserved:          8;
unsigned mSOL_Pos_R_L: 8;

  unsigned mSOL_Pos_R_H:  4;
  unsigned mSOL_Feh_R:    2;
  unsigned mSOL_Ref_R:    2;
  unsigned reserved:          8;
}name;
unsigned char byte[6];
};

czg1411 · 发表于 2014-9-29 17:17:59

省内存，可共享使用也可交替使用

carolxr · 发表于 2014-9-29 17:21:14

这种用法很常见啊。
unsigned char array[21]定义了一个char类型的数组，长度是21，后面的几个结构体都是跟这个数组共享同一个数据空间。
或者这么说，这段程序定义了一段内存空间，使用union结构体可以有多种方式去访问这段内存。你可以使用数组方式去访问，比如要对这段内存初始化清零的时候，使用数组就方便多了。同样的，如果你只需要访问内存中的某个字段，就用结构体的方式。定义多个结构体，可能是因为不同的对象，其属性不完全相同。
不好意思，说的不是很清楚。
单片机编程，本来就是要考虑节省内存，在哪里都一样，嵌入式编程就是这样，不比计算机编程，想怎么样就怎么样。

danielyuan · 发表于 2014-9-29 17:22:43

carolxr 发表于 2014-9-29 17:21
这种用法很常见啊。
unsigned char array[21]定义了一个char类型的数组，长度是21，后面的几个结构体都是 ...

正解，这样写，对内存操作很灵活

javenreal · 发表于 2014-9-29 17:34:27

他这个联合体定义了4个东西(一个数组+三个结构体)，这样只是为了方便存取，并不是想拿这一份内存保持4份内容，实际也是不可能的。

hemingjing · 发表于 2014-9-29 18:04:13

学习了。。

naiqiqnus · 发表于 2014-9-29 18:10:37

围观………………

hover_007 · 发表于 2014-9-29 18:14:20

围观………………

acc444444 · 发表于 2014-9-29 19:33:29

围观......看不懂

security · 发表于 2014-9-29 19:33:57

carolxr 发表于 2014-9-29 17:21
这种用法很常见啊。
unsigned char array[21]定义了一个char类型的数组，长度是21，后面的几个结构体都是 ...

好处就是带来这种灵活方便的处理，但命名最好采用类似匈牙利命名，成员命名要注意用户体验，让人单看变量名称，就知道这是联合体。。。否则，这种写法，还不如直接取结构体的指针操作直观。

TANK99 · 发表于 2014-9-29 19:58:42

这种定义方式就是为了操作方便，多个复用同一个内存段(联合)就是为了省内存。
选用不同的结构体名，是为了在不同的代码进行区分，如全用一个变量名，有人会晕。

单片机中运行的读取操作，数据如果是字节数组形式的会比较方便，可以编写一些通用的函数来处理，为自己偷懒。

blavy · 发表于 2014-9-29 20:50:59

carolxr 发表于 2014-9-29 17:21
这种用法很常见啊。
unsigned char array[21]定义了一个char类型的数组，长度是21，后面的几个结构体都是 ...

那使用union时除了需要注意串值还需要关注一些什么事项，因为现在这个项目很容易运行出错。不得不把可能的地方都考虑到

blavy · 发表于 2014-9-29 20:52:12

TANK99 发表于 2014-9-29 19:58
这种定义方式就是为了操作方便，多个复用同一个内存段(联合)就是为了省内存。
选用不同的结构体名，是为了 ...

学习了，查查相关资料看看

lqs123 · 发表于 2014-9-29 21:35:56

围观,学习

yiminglei_2 · 发表于 2014-9-29 21:41:44

学习~~~~~~

zl_123 · 发表于 2014-9-29 21:55:43

很详细，谢谢

whatcanitbe · 发表于 2014-9-29 22:49:57

这肯定是个高手写的代码。

touch_mcu · 发表于 2014-9-29 23:02:45

围观。。。。。。
结构体，联合体，数组应还有更强大的组合，求高手普及知识。。。。

gonboy · 发表于 2014-9-30 08:46:45

结构长度一致。就OK

gushuailove · 发表于 2014-9-30 09:02:28

闲下来优化的时候这样可以，赶进度的时候不见得好用，还是老实的传递指针比较明白。

hnac_ddh · 发表于 2014-9-30 09:06:26

数据结构的优化,不仅仅是省内存这一点好处,有时候对算法效率的提升不是一点两点.

makathy · 发表于 2014-9-30 09:10:28

方便程序设计，尤其在数据处理比较多的时候，效率很高；经常用

ahong2hao · 发表于 2014-9-30 09:13:37

对不同属性的多个变量同时操作时，就很方便了。比用指针直观。且很方便进行数据的增减。
比如把上面结构内的数据存入FLASH或从FLASH读出来的时候，对数组操作，在通过结构提取。

arm_m0 · 发表于 2014-9-30 09:16:04

这样写，定义时虽然麻烦了点，但是程序中在使用，是非常方便的。飞思卡尔MCU的寄存器头文件，好像也都是这样写的，

swap2013 · 发表于 2014-9-30 09:24:03

省内存，数据存取效率高，
隐含数据处理，比如8bit位移操作。有些32bit/64bit数据声明时都弄成联合。

机器人天空 · 发表于 2014-9-30 09:26:56

高手都这么写

chengz · 发表于 2014-9-30 09:43:35

几个结构体共享内存，没什么问题，比如同一内存可按整数操作和按字节操作，基本用法

kingqb · 发表于 2014-9-30 09:47:18

高手的代码，对数据操作灵活。

Joezhu · 发表于 2014-9-30 09:50:02

这样写转换时比较清晰方便

elecboy · 发表于 2014-9-30 09:57:43

好处多多啊，比如用于flash 存储，串口数据发送。

lovecxm · 发表于 2014-9-30 12:42:10

TANK99 发表于 2014-9-29 19:58
这种定义方式就是为了操作方便，多个复用同一个内存段(联合)就是为了省内存。
选用不同的结构体名，是为了 ...

同意此观点

yzl0208994 · 发表于 2014-9-30 12:54:08

方便操作，他估计也会交叉着用，直接强制转换来引用

luohui5003 · 发表于 2014-9-30 16:47:19

学习了，顶一个！

dz46316740 · 发表于 2014-9-30 17:50:43

3楼正解，解析包的时候就知道它的好处了

blavy · 发表于 2014-11-3 23:19:40

carolxr 发表于 2014-9-29 17:21
这种用法很常见啊。
unsigned char array[21]定义了一个char类型的数组，长度是21，后面的几个结构体都是 ...

现在也意识到这个方法的好处了。
简单通信时候用这个方法整合一条协议，操作起来很方便。

zyw19987 · 发表于 2014-11-4 07:50:40

一直这样用
要注意的是使用一些库函数操作字符串的时候结尾没有结束符，所以定义时应比你最大长度还要大一个。这个问题值得你注意。

proc · 发表于 2014-11-4 08:12:08

这种用法很灵活啊。

朝闻夕道 · 发表于 2014-11-4 08:28:04

好处不要太多啊;

多用结构体,尤其是和联合体一起用,多用函数指针, 这样C水平才能前进一步啊;

mdd · 发表于 2014-11-4 09:27:20

看到不懂的进来学习一下

重庆酱油仔 · 发表于 2014-11-4 09:39:34

用的时候就知道了，如果只是数组就麻烦大了，每次都记身份证号的难度，大于记名字啊。

jqbkl007 · 发表于 2014-11-4 13:41:48

学习了！

lingergz · 发表于 2014-11-5 13:23:07

从没用过这么高深的东东啊

armku · 发表于 2014-11-5 20:24:38

IAR一些头文件好像是这么写的。

tang2006 · 发表于 2014-11-5 21:46:02

多谢楼主分享

blavy · 发表于 2014-11-5 22:17:03

最近学习到一个

ycping · 发表于 2014-11-5 22:40:53

学习，我也是这么用。最常用的就是AD，不用左移右移的

blavy · 发表于 2014-11-5 22:52:09

本帖最后由 blavy 于 2014-11-5 22:53 编辑

ycping 发表于 2014-11-5 22:40
学习，我也是这么用。最常用的就是AD，不用左移右移的

我是用来做按键扫描
void Key_Read()
{
uint8_t ReadData;
press_time = 0x3fe;
ReadData =~ keyconvert();
while(--press_time)
Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont);
Cont = ReadData;
}

uint8_t keyconvert()
{
uint8_t Key_num;
PORT portkey;
portkey.BITS.B0 = KEY1;
portkey.BITS.B1 = KEY2;
portkey.BITS.B2 = KEY3;
portkey.BITS.B3 = 1;
portkey.BITS.B4 = 1;
portkey.BITS.B5 = 1;
portkey.BITS.B6 = 1;
portkey.BITS.B7 = 1;
Key_num= portkey.byte;
return Key_num;
}
然后用一个switch扫描按键，可做短按长按，非常方便

lylm123 · 发表于 2014-11-5 23:01:23

进来学习一下，以前从未这样用过。

Gline77 · 发表于 2014-11-5 23:10:32

carolxr 发表于 2014-9-29 17:21
这种用法很常见啊。
unsigned char array[21]定义了一个char类型的数组，长度是21，后面的几个结构体都是 ...

正解，面向对象编程

落叶知秋 · 发表于 2014-11-5 23:21:07

结构体和联合体的相互内嵌，根据不同功能而不同，最近用过结构内嵌联合体的

ApexUSB · 发表于 2014-11-7 01:00:51

blavy 发表于 2014-11-5 22:52
我是用来做按键扫描
void Key_Read()
{

这样也行呀，我只用它做过浮点数转4个字节byte。

wangyu_2011 · 发表于 2014-11-7 01:10:57

这个太正常了，有很多这么用的。

撒手归路 · 发表于 2014-11-7 01:11:15

学习了

wzy016388 · 发表于 2014-11-7 01:18:33

受教了感谢指导

mdj-fish · 发表于 2014-11-7 01:54:16

受教了感谢指导

richie550 · 发表于 2014-11-7 01:57:12

多谢楼主分享！

solid3d · 发表于 2014-11-7 06:29:11

省内存的做法，单片机中很常用

hustsolo · 发表于 2014-11-7 08:21:48

能读懂，会用，但自己不会主动这么写，怕出问题。。

hustsolo · 发表于 2014-11-7 08:27:37

这样写的话，我觉得移植性就不高了，因为联合中array的大小要和path_sol等其他结构体的大小一致，而其他结构体中的int，long等类型的长度在不同机器上是可变的。比如，当int是4个字节的时候，array的定义就要改。

levy · 发表于 2014-11-7 08:47:50

学习了，做串口协议的时候，能用上了。。

TrulyZhu · 发表于 2014-11-7 08:58:57

不错，记号学习下

xia2816590 · 发表于 2014-11-7 09:33:40

谢谢也经常这么用

yao2013lin · 发表于 2014-11-7 10:02:01

我也碰到同样一个项目，但是我是先看他写的程序，然后自己慢慢的学着写，现在已经搞定了那个项目

baoya1 · 发表于 2014-11-7 10:16:10

看来我也要努力考虑内存大小的使用

大号维尼 · 发表于 2014-11-7 10:30:44

学习学习

tiger2023 · 发表于 2014-11-7 11:15:44

联合体里面使用结构体不仅可以节省内存还能大大提高程序的运行效率

nhztb · 发表于 2014-11-17 22:00:31

这个好处很多，可以让很多函数偶合性降低，方便编程。

nhztb · 发表于 2014-11-17 22:01:23

很多时候传递参数只用指针就行了，不用各种外部变量了，。

chenzb · 发表于 2014-11-18 10:37:01

能真正用好，好处多多。

贪吃的蚂蚁 · 发表于 2014-11-18 11:39:05

受教了，从没想过这么用呢

newuseruser · 发表于 2014-11-18 14:16:23

baoya1 发表于 2014-11-7 10:16
看来我也要努力考虑内存大小的使用

这可不是为了节约内存哦，是为了方便操作。

second_chan · 发表于 2014-11-18 14:19:55

围观。。。表示没用过

ggchao · 发表于 2014-11-18 14:36:02

首先用一个数组也能实现相同的功能，但是使用数组就涉及到以后升级的话，改动会很大，因为可能很多index都要修改，而且这里面还用了不同的变量类型（unsigned long, unsigned char, unsigned int）更加难以控制；再有使用结构体的好处嘛，取成员操作方便，实现通信协议或类似的软件不容易出错。个人见解而已。

rockyyangyang · 发表于 2014-11-18 14:51:43

这种方法真是很好用，不是为了节省内存，为了方便数的操作，至少你可以用这样的方法来代替之前的左移右移！计算更快！

zhdiamond · 发表于 2014-11-18 15:02:51

学习了！受教～！

太极风436 · 发表于 2014-11-18 15:10:06

学习了，，，，

myh_hh · 发表于 2014-11-18 23:07:04

mark 学习了

JnzGoto · 发表于 2014-11-18 23:27:05

长知识了，好写法！

995971182 · 发表于 2014-11-24 16:20:54

围观.学习

xiaozuowei118 · 发表于 2014-12-1 20:16:49

这种方法不错，学习了，操作太方便了，

CaineStrong · 发表于 2014-12-2 16:52:42

要注意对齐问题！
我原来定义的时候，没有注意对齐问题，结果有数据丢失。查了半天

hxhz123456 · 发表于 2014-12-2 16:54:56

这种定义舍内存,也好区分,增加程序的可读性啊.

wangkx1990 · 发表于 2014-12-2 17:22:40

hustsolo 发表于 2014-11-7 08:27
这样写的话，我觉得移植性就不高了，因为联合中array的大小要和path_sol等其他结构体的大小一致，而其他结 ...

所以又提现了一个stdint.h的重要性

zwhzwh_11 · 发表于 2014-12-2 17:32:30

mark,键盘扫描可以用得上

blavy · 发表于 2014-12-2 19:21:39

CaineStrong 发表于 2014-12-2 17:10
对于位的声明，要注意对齐。
之前这样定义
union mSol

对，后面有改掉了，这样还能更省内存，把那些用于补齐的空间也利用起来。

dmzy · 发表于 2014-12-2 19:25:28

这个必须MARK啊，一直有这样的想法，但是不知道怎么弄，看到这个贴的回复恍然大悟啊

bumianren123 · 发表于 2014-12-3 10:35:41

这样做的好处主要是方便数据操作，譬如牵涉到数据类型转换的时候，太方便了。

hantnt · 发表于 2014-12-8 09:29:41

看到楼主可耻的头像，我可耻的硬了。

tbcrv · 发表于 2014-12-8 19:14:26

对于结构体，联合体什么的一直很头痛，现在也没闹明白。

7nian · 发表于 2014-12-8 19:25:08

学习了，这样处理数据缺失很方便

unnormal · 发表于 2014-12-27 09:08:34

分场合每一种设计思路都会有它的优点和缺点要学会借鉴灵活运用才是最好的

结构体与联合体

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