union的0x3个妙用(I)

在嵌入式系统中，一般不建议使用union结构，因为union结构中的各个成员之间存在相互影响，容易滋生问题。可见，union也是把双刃剑。懂得使用它的人可以做到“削铁如泥”，而不懂得使用它的人很可能会被其所伤。下面介绍的几种方法都是嵌入式系统常用的几种技巧。如果熟练掌握，将来定有所用。

1.all的使用

使用all的数据结构模型:

typedef _my_union
{
  unsigned int all;

  /*sizeof(my_union.my_struct)必须与sizeof(my_union.all)相等*/
  struct
  {
    ...
  }my_struct;

}my_union;


－－－－－－－－－－EXAMPLE 1－－－－－－－－

　　嵌入式系统开发者应该对Little-endian和Big-endian模式非常了解。采用Little-endian模式的CPU对操作数的存放方式是从低字节到高字节，而Big-endian模式对操作数的存放方式是从高字节到低字节。例如，32bit宽的数 0x12345678在Little-endian模式CPU内存中的存放方式（假设从地址0x4000开始存放）为：
内存地址 存放内容
0x4000 0x78
0x4001 0x56
0x4002 0x34
0x4003 0x12
　　而在Big-endian模式CPU内存中的存放方式则为：
内存地址 存放内容
0x4000 0x12
0x4001 0x34
0x4002 0x56
0x4003 0x78

　　联合体union的存放顺序是所有成员都从低地址开始存放，利用该特性就可以轻松地获得了CPU对内存采用Little-endian还是Big-endian模式读写。

测试代码：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

int isLittleEndian()
{
  union _dword
  {
    int all;
  
    struct _bytes
    {
        char byte0;/*对little来说是最低位，而对big则是最高位*/
        char pad[3];
    }bytes;
    
  }dword;

  dword.all=0x87654321;/*all的功能就是给dword四个字节赋值*/

  return (0x21==dword.bytes.byte0);/*查看第一个字节*/ 
}

分析：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　如果你的处理器调用函数isLittleEndian返回1，那么说明你的处理器为little endian,否则为big endian.注意，如果在little endian处理器上，byte0和pad按内存从低到高的存放顺序：LOW->byte0 pad[0] pad[1] pad[2] ->HIGH；0x87654321按内存从低到高的存放顺序:  0x21  0x43   0x65   0x87, 可见byte0对应到0x21。所以通过判断dword中第一个字节dword.bytes.byte0是否与0x21相等就可以看出是否是little endian。
－－－－－－－－－－EXAMPLE 2－－－－－－－－
#include <stdio.h>
typedef union _student
{
unsigned int all;/*all可以同时清理或设置info中的所有内容*/

struct
{
  unsigned int  pad:         7;  
  unsigned int  used:        1;/*高位*/ 
  unsigned int  personal_id: 8;
  unsigned int  class_id:    3;
  unsigned int  subject_id:  6;       
  unsigned int  score:       7;/*低位*/    
}info;

}student;
#define MAX_STUDENT_NUM 100
unsigned int  students;
unsigned int  student_database[MAX_STUDENT_NUM]={0};

int           add_to_database(unsigned int data); 
int           find_from_database(unsigned int personal_id);
int           delete_from_database(unsigned int personal_id); 
void          print_database(void);
void          print_student(unsigned int data);

int add_to_database(unsigned int data)
{
student stu;
int i;

for(i=0;i<MAX_STUDENT_NUM;i++)
{
  stu.all = student_database[i];
 
  if(!stu.info.used)
  {
   stu.all       = data;
   stu.info.used    = 1;
  
   student_database[i] = stu.all;
   return 1;
  }
}

return 0;
}


int find_from_database(unsigned int personal_id)
{
student stu;
int i;

for(i=0;i<MAX_STUDENT_NUM;i++)
{
  stu.all = student_database[i];
 
  if(stu.info.used && stu.info.personal_id==personal_id)
  {
   return stu.all;
  }
}

return -1; 
}

void print_student(unsigned int data)
{
  student stu;
 
  stu.all = data;
 
  printf("personal id %d,class id %d,subject id %d,score %d\n",
    stu.info.personal_id,stu.info.class_id,stu.info.subject_id,
　　　　stu.info.score);
}


void print_database(void)
{
student stu;
int i;

for(i=0;i<MAX_STUDENT_NUM;i++)
{
  stu.all = student_database[i];
 
  if(stu.info.used)
  {
   print_student(stu.all);
  }
}
} 

int main(int argc, char *argv[])
{
student jack,jone;

jack.all       = 0;

jack.info.personal_id = 102;
jack.info.class_id    = 2; /*class 2*/ 
jack.info.subject_id  = 2; /*English*/
jack.info.score       = 50; /*fouled*/     
add_to_database(jack.all);
jone.all              = 0;
 
jone.info.personal_id = 88;
jone.info.class_id    = 2; /*calss 2*/  
jone.info.subject_id  = 2; /*English*/
jone.info.score       = 73; /*passed*/

add_to_database(jone.all);

jack.all = find_from_database(jack.info.personal_id);

if(jack.all<0)
{
  printf("no such student with id %d\n",jone.info.personal_id);
}
else
{
   printf("found!  ");
   print_student(jack.all);
}

print_database();
}

运行结果：
found!  personal id 102,class id 2,subject id 2,score 50
personal id 102,class id 2,subject id 2,score 50
personal id 88,class id 2,subject id 2,score 73