可以將不同的數據類型存儲在C中相同的分配內存中嗎？

我想將不同的數據類型存儲在同一個分配的內存中，通過只分配一次內存來減少執行時間。我發現實際上可以創建一個uint8_t變量的數組，並創建一個新的uint16_t指向相同內存地址的指針，然後我可以兩種方式讀取這些值。可以將不同的數據類型存儲在C中相同的分配內存中嗎？

這允許我創建一個指針，讓我們說分配的內存的中間，並將數據的後半部分存儲在不同的數據類型中。

這樣可以嗎？我知道我需要關注記憶界限，但這是不好的風格？

這裏我的代碼：

#include <stdio.h> 
#include <inttypes.h> 
#include <stdint.h> 
#include <stdlib.h> 

int main(void){ 
    uint8_t *array; 
    uint16_t *array2; 
    array = calloc(6, 1); 
    array[0] = 257; 

    printf("array[0]= %" PRIu8 "\n", array[0]); 
    printf("array[1]= %" PRIu8 "\n", array[1]); 
    printf("Adresse von array[0] = %p\n", &array[0]); 
    array2 = &array[0]; 
    printf("Adresse auf die array2 zeigt = %p\n", array2); 

    array2[0] = 257; 
    printf("array2[0]= %" PRIu16 "\n", array2[0]); 
    printf("array2[1]= %" PRIu16 "\n", array2[1]); 
    printf("array[0]= %" PRIu8 "\n", array[0]); 
    printf("array[1]= %" PRIu8 "\n", array[1]); 

    getchar(); 
    return 0; 
}

來源

2015-12-31 TimFinnegan

閱讀關於union –

但實際上你並沒有在同一個分配的內存中存儲不同數據類型的dada。 – ameyCU

由於數據類型可能有不同的內存對齊要求，因此手動執行此操作是一種不好的做法。使用「聯合」。 – kfx

使用union創建一個變量，有時存儲一個類型，有時另一個。

union { 
    uint8_t u8; 
    uint16_t u16; 
} *array_u; 
size_t nmemb = 6; 

array_u = calloc(nmemb, sizeof *array_u); 
assert(array_u); 

printf("array_u[0].u8 = %" PRIu8 "\n", array_u[0].u8); 

array_u[0].u16 = 1234; 
printf("array_u[0].u16 = %" PRIu16 "\n", array_u[0].u16); 
...

這並不使用所有的空間，每個聯合只有一個uint8_t u8。以下使用2 uint8_t。

union { 
    uint8_t u8[2]; 
    uint16_t u16; 
} *array_u; 

printf("array_u[0].u8[0] = %" PRIu8 "\n", array_u[0].u8[0]); 

array_u[0].u16 = 1234; 
printf("array_u[0].u16 = %" PRIu16 "\n", array_u[0].u16);

OTOH如果代碼需要覆蓋固定長度

union { 
    uint8_t u8[12]; 
    uint16_t u16[6]; 
} *array_u; 

array_u = calloc(1, sizeof *array_u); 
assert(array_u); 

printf("array_u->u8[0] = %" PRIu8 "\n", array_u->u8[0]); 

array_u->u16[0] = 1234; 
printf("array_u->u16[0] = %" PRIu16 "\n", array_u->u16[0]); 
...

來源

2015-12-31 17:38:35 chux

很好的答案！非常感謝！ 'array_u-> u16 [0]'和'array_u [0] .u16 [0]'是否有區別？ – TimFinnegan

@TimFinnegan'array_u-> u16 [0]'和'array_u [0] .u16 [0]'之間沒有功能上的區別。使用最能表達代碼含義的表單。 – chux

的整個數組是好一些呢？

標準表示：

一個指向對象類型可被轉換成一個指針到一個不同的對象類型。如果生成的指針未針對引用類型正確對齊，則行爲未定義。否則，當再次轉換時，結果應與原始指針相等。

（C2011，6.3.2.3/7）

注意，你甚至不用到使用轉換後的指針產生不確定的行爲 - 轉換本身的行爲是不確定的。

隨着中說，您的示例代碼顯示出一種特殊情況：通過成功調用calloc()（或malloc()或realloc()）返回的指針是保證任何類型的一個目的是適當地對準，使得所述特定的指針轉換你執行（array2 = &array[0]）應該總是好的。但是，它應該需要演員。你的編譯器應該警告你。

如果您計劃將指針轉換爲分配塊內部的任意位置，則不能依賴對齊來正確對齊。

還請注意，使用此方案您可能會損害性能而不是改善性能。特別是，一些處理器對於適當對齊的數據具有更好的加載和存儲性能，即使它們可以處理其他對齊。您每塊支付一次內存分配成本 - 您支付每次訪問時未對齊訪問的任何成本。

我知道我需要關注記憶的界限，但這是不好的風格？

是的，很。您爲了不確定的假設性能增益而犧牲代碼清晰度。增加的開發和維護成本可能會大大增加性能，尤其是因爲您也在混淆編譯器的意圖，從而導致難以生成高效的機器代碼。

此外，從這種微觀優化開始可能還爲時過早。首先讓你的程序正確工作。如果速度不夠快，測試找到瓶頸，並專注於改善這些部分。您最有可能通過選擇更好的算法來提高性能;你提出的一些小竅門很少值得。

來源

2015-12-31 17:52:25

對問題的良好分析。 – chux

可以將不同的數據類型存儲在C中相同的分配內存中嗎？

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