关于union的内存对齐问题,从二进制数分析

今天遇到一个感觉很奇葩的问题,一般都说union是公用内存,然后有下面几个需要注意的点:

1.union是共用储存空间的
2.它分配的空间大小为数据类型的最大字节的最小倍数
3.在union中，所有的共用体成员共用一个空间，并且同一时间只能储存其中一个成员变量的值。(这里要注意)

下面看一段代码:

#include <iostream>
using namespace std;
union lia
{
    int s;
    double b;
}li;
int main()
{
    li.b = 45;
    li.s = 3072;
    cout << li.s << endl << li.b << endl;  
}

输出结果为:

3072
45

在来看一下这个:

如果把上面的第10行和第11行换一下位置,结果会是什么样的呢?

#include <iostream>
using namespace std;
union lia
{
    int s;
    double b;
}li;
int main()
{
    li.s = 3072;
    li.b = 45;
    cout << li.s << endl << li.b << endl;
}

输出结果:

0
45

首先请在注意三个东西:

1. union内存地址对齐是从低地址对齐开始的;

2. IEEE规定单精度浮点数(float) 的格式是:   1位符号位+8位指数位 +23位尾数位(总共四字节,32位),而且采用隐藏位为1

3. IEEE规定双精度浮点数(double) 的格式是:   1位符号位+11位指数位 +52位尾数位(总共八字节,64位),而且采用隐藏位为1

我们就来看看3072这个双进度浮点数的内存分布:

3072 = 1.5 * 2^11

那么:  符号位 : 0(正数)

           指数位: 11+10 = 21 ,所以为 :000 000 101 01 (21)

           尾数位: 1000```0(51个0),这里表示十进制的0.5

而45(10) = 101101(2) 

低地址对齐,这样45就会覆盖掉尾数位的后六位000000为101101,但是这个浮点数的精度太低了,以至于编译器会省略掉,所以,输出来的结果还是原来的3072;

可是,如果是第二种情况,那么3072的最后六位就会全部变为0,这样,原本45就会变为0 了

如果大家觉得有问题,这里可以在做一个测试:

#include <iostream>
using namespace std;

union lia
{
    int s;
    double b;
}li;
int main()
{
    li.b = 45;
    double bb = li.b;
    li.s = 3245;
    cout << li.s << endl;
    cout << li.b << endl;
    cout << bb << endl;
    if(li.b == bb)
        cout << "equal" << endl
    else
        cout << "not equal" << endl;//事实证明他们是不相等的,也就是说li.s赋值的时候改变了,原来的值

    /*//这里是用来证明 == 会进行二进制层面的比较,即:比较每一个二进制位,因为你可能会说浮点数直接的比较是不能用==直接进行,但是用==表示它会进行所有二进制位的比较
    double b,c;
    b = 4.0;
    c = 4.0;
    cout << (b == c) << endl;//输出为1,表示它们是相等的
    */
}

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关于union的内存对齐问题,从二进制数分析

原文：http://blog.csdn.net/cs_polebear/article/details/20553581