发表于 2019-07-25 07:07:32   |   已被 访问: 455 次   |   分类于:   C语言   |   暂无评论

C语言中的结构体语法是非常重要，也是非常有用的，相信看了最近几节的读者应该明白。事实上，在实际的C语言项目开发中，为了代码的简洁性，描述问题时很难离开结构体。

“相同信息”的困扰

例如上一节，用于描述视频信息时，可如下定义结构体：

struct video_info{
     char *name;
     long address;
     int size;
     int alg;
     time_t time;
};

这样一来，在C语言代码中只需一个结构体变量就可用于描述视频的名称、地址、时间等信息，而无需定义多个变量，整个代码就显得非常简洁了。更为方便的是，如果今后需要增加对视频的描述，也仅需对 video_info 新增一个成员而已，例如:

struct video_info{
     ...
    int crc32；
};

有视频的地方常常也会有音频，所以我们的C语言程序还需要描述音频信息。音频信息也包括名称、地址、时间等信息，不过它也有与视频不同的参数，例如采样率，通道数。所以使用C语言描述音频信息，可以使用下面这个结构体：

struct audio_info{
     char *name;
     long address;
     int size;
     time_t time;
    int sample_rate;
    int chnnl_cnt;
};

这样一来，C语言程序描述视频和音频就简单了，只要使用 video_info 和 audio_info 结构体就可以了：

// 视频
struct video_info vinfo;
// 音频
struct audio_info ainfo;

不过，细心的读者应该能够注意到 video_info 和 audio_info 仅个别成员不同，所以似乎可以这样：

struct av_info{
    char *name;
     long address;
     int size;
     int alg;
     time_t time;
    int sample_rate;
    int chnnl_cnt;
};

上述C语言代码将视频和音频的描述结构体合二为一，以后需要描述视频和音频时，都使用 av_info 结构体：

// 视频
struct av_info vinfo;
// 音频
struct av_info ainfo;

不过，这样虽然将 video_info 和 audio_info 的重复代码合并了，但是却也导致代码的耦合性增强：用于描述视频的 vinfo 也能访问音频才有的 chnnl_cnt，用于描述音频的 ainfo 也能访问视频的 alg。

当然，程序员可以在写C语言代码时限制 vinfo 访问音频成员，限制 ainfo 访问视频成员，但是这样也会带来内存的浪费：使用 vinfo 时，音频成员占用的内存被浪费，使用 ainfo 时，视频成员占用的内存被浪费。

union 语法大显身手

可能有读者认为，视音频共用合并后的 av_info 结构体浪费的内存很小，可以不做考虑。但是应该明白，C语言程序常用语资源比较紧张的嵌入式设备中，因此合格的C语言程序员应该都是“抠门”的，尽可能的节约资源。

那这种情况下，C语言有没有办法，既能避免重复代码，又能避免耦合，同时还能节约资源呢？自然是有的，C语言中的 union 语法就是为此而设计的：

struct video_info{
     int alg;
     time_t time;
};
struct audio_info{
     int sample_rate;
    int chnnl_cnt;
};
struct av_info{
    char *name;
     long address;
     int size;
    union{
        struct video_info video;
        struct audio_info audio;
    };
};

因为视音频都有名称、地址、大小信息，所以 av_info 中的 name，address，size 成员在描述视频和音频时都会被使用。视音频具有差异的几个成员则使用 union 描述，union 中的 video 和 audio 共用一块内存区域。

// 视频、音频
struct av_info av;

此时访问视频的编码算法和时间信息，可以如下实现：

alg = av.video.alg;
time = av.video.time;

访问音频的采样率和通道数，可以如下实现：

sr = av.audio.sample_rate;
cc = av.audio.chnnl_cnt;

从上面这几行C语言代码可以看出，此时视音频的相同成员公用，差异成员则通过 union 区分，这就避免了代码重复，也避免了代码耦合。另外，由于union 中的 video 和 audio 共用一块内存空间，内存浪费的问题也解决了。

本节主要讨论了C语言中 union 语法的使用。容易看出，合理的使用 union 语法，可以解决结构体难以解决的问题。