C语言中联合体的内存分配

Question

最近我在学习union，但即使阅读了很多相关资料，仍然感到困惑。

#include<stdio.h> 
union test
{
    int x;
    char arr[4];
    int y;
};

int main()
{
    union test t;
    t.x = 0;
    t.arr[1] = 'G';
    printf("%s\n", t.arr);
    printf("%d\n",t.x);
    return 0;
}

我理解的是：

由于 x 和 arr[4] 共享同一块内存空间，当我们将 x 赋值为 0 时，arr 中的所有字符都被设置为 0。0 是 '\0' 的 ASCII 值。当我们使用 "t.arr[1] = 'G'" 后，arr 变为 "\0G\0\0"。当我们使用 "%s" 格式化字符串并打印时，printf 函数从第一个字符开始打印，并持续打印直到找到 '\0' 字符。由于第一个字符本身就是 '\0'，所以什么也没打印出来。

我不明白的是第二个 printf 语句。

现在由于 arr[] 是 "\0G\0\0"，相同的位置与 x 和 y 共享。 所以我认为 x 应该是以下内容

00000000 01000111 00000000 00000000 ("\0G\0\0")

因此 t.x 应该打印 4653056。 但它实际上打印了 18176。

我错在哪里？

这是技术上未定义的，还是由于某些愚蠢的错误或者是我缺失了某些概念??

- SanQA

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你的机器是“大端序”。例如，尝试设置t.x = 0x0a0b0c0d;。 - joop

arr[3], arr[2], !!! arr[1] !!!, arr[0]. arr[3]，arr[2]，**!!!** arr[1] **!!!**，arr[0]。 - CristiFati

顺便说一下，char arr[4]; => char arr[sizeof(int)]; - Stargateur

嗯嗯。如果代码使用了printf("%x\n",(unsigned) t.x);，输出可能会更明显一些。 - chux - Reinstate Monica

Answer 1

所有联合体成员将共享相同的公共内存。假设联合体的起始地址为0x100。当您编写t.x = 0;时，整个4字节都被初始化为零。

-------------------------------------------------
| 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000  |
-------------------------------------------------
0x104     0x103       0x102        0x101        0x100
                                                 x,arr,y 

当你写下t.arr[1] = 'G';时，arr[1]会被覆盖为'G'的ASCII值，看起来像这样

-------------------------------------------------
| 0000 0000 | 0000 0000 | 0100 0111 | 0000 0000  |
-------------------------------------------------
0x104     0x103       0x102        0x101        0x100 

现在计算的值是18176。

- Achal

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好的，我知道我的机器是“大端序”的。 - SanQA

Answer 2

简化版：字节序问题！

当printf从您的联合指向的内存读取数据时，它会查看您系统的字节序，并以小端方式读取存储在其中的数据。 因此，它不会按照内存中的存储方式（0x00470000）打印数据，而是获取数字0x00004700，这对应于18176。

代码示例：

#include<stdio.h> 
union test
{
    int x;
    char arr[4];
    int y;
};

int main()
{
    union test t;
    t.x = 0;
    t.arr[1] = 'G';
    printf("%s\n", t.arr);
    printf("%d\n",t.x); // prints 18176

    t.x = 0;
    t.arr[2] = 'G';
    printf("%d\n",t.x); // prints 4653056
    return 0;
}

或者在Python中：

import struct

union_data = "\x00G\x00\x00"
print struct.unpack("<I", a)[0] # This is little endian. Prints 18176
print struct.nupack(">I", a)[0] # This is big endian. Prints 4653056

奖励! 您还可以使用函数 htonl 将以 little endian 读取的整数转换为 big endian。 在文档中查看更多信息。

- Tals

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我不太同意。请查看@achal的答案。 - CristiFati