C语言中的union

最新推荐文章于 2025-06-29 16:30:05 发布
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分类专栏： C/C++
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/NSDCODER/article/details/72912069

最近在看到UNIX 网络编程中，对主机字节序判断的一个小程序时，对union的运用让我有点疑惑，如下代码：

union{
	short	s;
	char	c[sizeof(short)];
}un;
un.s = 0x0102;
printf("%s\n", un.c);
if(sizeof(short) == 2)
{
	if(un.c[0] == 1 && un.c[1] == 2)
		printf("big-endian\n");
	else if(un.c[0] == 2 && un.c[1] == 1)
		printf("little-endian\n");
	else
		printf("unknown\n");
}
else
	printf("sizeof(short) = %d\n", sizeof(short));

疑惑：为什么给s赋值之后，可以直接访问变量c来进行大小端的判定

后来看了下union的一些特性：

1、union中可以定义多个成员，union大小由最大的成员的大小来决定

2、union成员共享同一块大小的内存，一次只能使用其中的一个成员

3、对某一个成员赋值，会覆盖其他成员的值（前提是成员所占字节数相同，当不同时，指挥覆盖相应字节上的值）

4、union的存放顺序是所有成员都从低地址开始存放的


看完这些特性，上面的疑惑就迎刃而解了

【C语言】union 关键字详解
LuckiBit
07-03 4422
union关键字在C语言中用于定义联合体，允许不同的数据类型共享同一段内存。联合体的大小由其最大成员的大小决定。联合体在节省内存和类型转换等场景中非常有用。
C语言中 struct 与 union 的区别
sagima_sdu的博客
05-06 905
在 C 语言中，struct（结构体）和union（联合体）都是用来定义复合数据类型的关键关键字，但它们在存储和管理数据方面有根本的区别。这些区别影响了它们的使用场景和功能。
C语言中的Union（共用体）
宁子希的博客
05-07 1871
在C语言中，Union（共用体）是一种特殊的数据结构，它允许你在一个单独的内存空间中存储不同的数据类型。与Struct（结构体）相似，Union可以包含多种不同类型的成员，但与Struct不同的是，Union的成员共享同一块内存区域。这意味着任何时候，Union只存储一个成员的值，即使定义了多个成员。这种特性使得Union在处理需要节省空间或实现类型灵活转换的场景时非常有用。
C语言共用(同)体/联合体(union)详解
最新发布
2501_92019824的博客
06-29 477
使用union数据类型 成员1;数据类型 成员2;...示例：定义一个可以存储整数、浮点数或字符串的共同体// 定义共同体int i;// 整数float f;// 浮点数// 字符串共同体是C语言中一种强大的工具，通过共享内存实现高效的数据存储。虽然它的使用需要谨慎（因为数据会被覆盖），但在特定场景下（如硬件编程、数据解析）能显著优化内存使用。掌握共同体的定义、使用方法和注意事项，能帮助你编写更高效的C程序！
C语言-联合体union
让你爱上电路设计
05-12 3万+
C语言-联合体union
【C语言】Union
t5y22的博客
11-11 2361
union 共用体名{成员列表union，“联合体、共用体”，在某种程度上类似结构体struct的一种数据结构，共用体(union)和结构体(struct)同样可以包含很多种数据类型和变量。
Union
xtji1988的专栏
07-02 1406
union 关键字的用法与struct 的用法非常类似。 union 维护足够的空间来置放多个数据成员中的“一种”，而不是为每一个数据成员配置空间，在union 中所有的数据成员共用一个空间，同一时间只能储存其中一个数据成员，所有的数据成员具有相同的起始地址。例子如下： union StateMachine {    char character;    int number;  
联合体的多面性：C语言中union的妙用
07-01
C语言是一种广泛使用的计算机编程语言，具有以下特点： 1. **高级语言**：C语言是一种高级编程语言，设计用于编写系统软件和应用程序。 2. **结构化语言**：C语言支持结构化编程，允许使用条件语句、循环、函数等...
c语言中union的用法
04-24
可以通过union关键字定义一个union，然后在union中定义需要存储的各种类型变量。union变量的大小是所有成员中最大的那个成员的大小。在使用union中的不同成员时，只能通过成员访问运算符"."或者指向union变量的指针...
（C语言）共用体union的用法举例
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jiangnanyouzi的专栏
10-27 10万+
以前在学校学习C语言的时候一直搞不懂那个共用体union有什么用的。工作之后才发现它的一些妙用，现举例如下：1. 为了方便看懂代码。比如说想写一个3 * 3的矩阵，可以这样写：[注：下面用红色部分标记的地方是后来添加上去的，谢谢yrqing718的提醒！]struct Matrix{    union    {        struct
C语言：关键字---union（声明共用体类型）
MQ0522的博客
06-19 3万+
C语言32个关键字 有32个关键字详细说明，还有跳转链接！union 是C语言中一种声明共用体的数据类型。 union(共用体)在某种程度上类似struct(结构体)的一种数据结构，可以包含很多数据结构和变量。 union(共用体)的特点：其内部的数据 共用一个内存首地址，共享同一段内存，以达到节省空间的目的。一般形式具体如下： 举例说明如下： 2. 定义共用体变量 一般形式具体如下： 合并简化形式具体如下： 匿名结构体形式具体如下： 3. 使用 typedef 声明共用体类型，再定义共用体变量 一般形式如
C语言中union的含义
wuhua_amazing的专栏
08-07 6505
union是一种数据类型，跟struct类型有点类似，其形式为： union 联合名 { type1 name1； type2 name2； …… } 联合变量名； 联合表示几个变量共用一个内存位置，在不同的时间保存不同的数据类型和不同的数据长度。当一个联合被说明时，编译程序自动的产生一个变量，其长度为联合中最大的变量长度。联合成员的访问方法跟结构的一样。 struc
C语言自定义类型变量——联合体（union）
2301_80827065的博客
04-06 4195
/一.同时创建模板和变量char c;int i;}un;//二.先定义模板，再定义变量char c;int i;//三.匿名联合体（一次性的,后面不能再次使用它定义新变量)unionchar c;int i;}un1, un2;//使用typedefchar c;int i;}U_data;
c语言：联合体—union
m0_73790767的博客
12-12 3787
关于联合体的说明
c语言中很有意思的union讲解
亚马逊丛林
12-20 917
c语言中struct和union,太容易弄混淆了,看了下面的例子,就知道了,union和struct的区别: #include #include union student { char name[20]; char subject[20]; float percentage; }; int main() {
超详细C语言联合体union详解
m0_57180439的博客
09-22 5万+
文章目录前言一、联合（共用体）定义二、联合的特点及运用三、联合的大小计算总结 前言 上一期C语言快速入门我们学习了枚举类型及相关知识点，这期我们来跟着笔者学习一下联合体相关知识，相信聪明的你一定会有所收获！ 提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考 一、联合（共用体）定义 联合是一种特殊的自定义类型，该种类型定义的变量也包含一系列的成员，特征是这些成员共用同一块空间，所以联合体也被称为共用体。 代码如下（示例）： #include<stdio.h> union Un//联合类型的声明.
C语言union(联合体 共用体)
paddybear的专栏
10-05 882
一直以来，union都是个很少用到的东西，对于这些不常用的结构往往记不住。这次看书又看到了，还是学习一下吧。 一般在Windows API的一些数据结构中才能看到这个union，其实并不复杂。本质上来说和结构体是一样的，但是从包装的角度来看有差异。 1、union中可以定义多个成员，union的大小由最大的成员的大小决定。  2、union成员共享同一块大小的内存，一次只能使用其中的一个
c union
玲玲的专栏
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定义一个联合类型的一般形式为:   union 联合名   {   成员表   };  例如:   union w {     int a;     char b;  };  　　联合定义之后,即可进行联合变量说明,被说明为w类型的变
C语言 union用法
路先生的杂货铺，学习总结+好文分享
07-29 4420
成员n、ch、m在内存中“对齐”到一头，对ch赋值修改的是前一个字节，对m赋值修改的是前两个字节，对n赋值修改的是全部字节。结构体占用的内存大于等于所有成员占用的内存的总和（成员之间可能会存在缝隙），共用体占用的内存等于最长的成员占用的内存。共用体使用了内存覆盖技术，同一时刻只能保存一个成员的值，如果对新的成员赋值，就会把原来成员的值覆盖掉。这段代码不但验证了共用体的长度，还说明共用体成员之间会相互影响，修改一个成员的值会影响其他成员。为什么不同的机器会有不同的分布情况呢？...
c语言中union的介绍
03-28
<think>好的，我现在要介绍一下C语言中的联合体（union）。首先，我需要回忆一下自己对union的理解，然后整理出关键点，确保信息准确无误。 联合体是什么？它和结构体有什么不同呢？记得联合体的所有成员共享同一块内存空间，而结构体的每个成员有独立的内存。这意味着联合体的大小由其最大的成员决定，而结构体的大小是各成员大小的总和（加上可能的对齐填充）。所以，联合体适合用于节省内存，尤其是在多个成员不会同时使用的情况下。 接下来要讲定义和声明的方式。例如，声明一个联合体可以使用关键字union，后面跟联合体名和成员列表。比如： union MyUnion { int i; float f; char c; }; 这里，联合体MyUnion包含三个成员：int、float和char。任何时候，只能有一个成员存储值，因为所有成员共享内存。所以，如果给i赋值，再给f赋值，i的值会被覆盖。 需要注意联合体的大小。比如上面的例子，int通常是4字节，float也是4字节，char是1字节，所以联合体的大小是4字节，即最大成员的大小。这一点和结构体不同，结构体的大小会是各成员大小的总和（考虑对齐的话可能更大）。 应用场景方面，联合体常用于类型转换，比如将同一块内存以不同的数据类型来访问。例如，将一个float的字节按int处理，或者处理网络传输中的数据包，其中不同字段可能共用同一段内存。此外，联合体也可以用来实现变体记录，即一个变量可以是多种类型中的一种，但需要额外的字段来指示当前使用的类型。 不过使用联合体时需要注意类型安全和数据的正确解释。因为编译器不会检查你访问的是哪个成员，所以需要程序员自己确保正确性。比如，如果先存储了一个int，然后以float读取，结果可能不符合预期，因为二者的二进制表示不同。 另外，联合体可以和结构体结合使用，用来表示更复杂的数据结构。例如，一个结构体包含一个联合体和一个类型标记，用来指示当前联合体中哪个成员有效。 还要提到匿名联合体，这在C11标准中引入，允许在结构体中直接定义匿名联合体，方便成员的访问。例如： struct Data { int type; union { int i; float f; }; }; 这样，可以直接用data.i或data.f访问，而不需要通过联合体名。 总结联合体的优缺点：优点是节省内存，灵活处理不同类型的数据；缺点是类型不安全，容易出错，需要谨慎使用。 可能用户会有的疑问包括联合体和结构体的区别、联合体的内存布局、使用场景以及如何正确使用。需要确保解释清楚这些点，并提供示例帮助理解。 最后，检查是否有遗漏的重要点，比如初始化、赋值的影响，以及在实际项目中的使用案例。确保语法正确，比如联合体的定义和访问方式，避免常见错误。</think>以下是C语言联合体（union）的详细介绍： --- ### 一、基本概念与定义 #### 1. **核心特性** 联合体（union）是一种特殊的数据类型，**所有成员共享同一块内存空间**，其大小等于最大成员的大小。 与结构体（struct）的对比： - 结构体：成员内存独立，总大小≈各成员大小之和（含对齐） - 联合体：成员内存重叠，总大小=最大成员的大小 #### 2. **定义语法** ```c union 联合体名 { 数据类型 成员1; 数据类型 成员2; // ... }; ``` 示例： ```c union Data { int i; // 4字节 float f; // 4字节 char str[8]; // 8字节 }; // 联合体总大小为8字节（由str决定） ``` --- ### 二、内存布局解析 #### 1. **内存共享机制** - 所有成员从**同一内存起始地址**开始存储 - 修改任意成员会影响其他成员的值 ![union内存布局示意图](https://example.com/union-memory.png) （图示：三个成员共享8字节内存） 示例： ```c union Data data; data.i = 42; // 写入int值 printf("%f", data.f); // 输出float时会将42的二进制解释为浮点数 ``` #### 2. **大小计算规则** ```c sizeof(union Data) = max(sizeof(int), sizeof(float), sizeof(char[8])) = 8 ``` --- ### 三、典型使用场景 #### 1. **类型转换（二进制层面）** ```c union FloatConverter { float f; unsigned int bytes; }; union FloatConverter conv; conv.f = 3.14f; printf("IEEE754编码：%X", conv.bytes); // 直接读取浮点数的二进制表示 ``` #### 2. **协议数据处理** ```c // 网络协议头解析 union IPHeader { struct { uint8_t ver_ihl; // 版本+头长度 uint8_t tos; uint16_t total_len; } fields; uint32_t raw[3]; // 原始数据访问 }; ``` #### 3. **节省内存的变体记录** ```c struct Variant { enum { INT, FLOAT, STR } type; union { int i; float f; char s[20]; } value; }; struct Variant v; v.type = FLOAT; v.value.f = 2.718; // 仅使用float成员 ``` --- ### 四、高级用法 #### 1. **位域结合使用** ```c union StatusRegister { uint16_t raw; struct { uint16_t error_flag : 1; uint16_t data_ready : 1; uint16_t : 14; // 保留位 } bits; }; union StatusRegister reg; reg.raw = 0x8003; if (reg.bits.data_ready) { /* 处理数据 */ } ``` #### 2. **C11匿名联合体** ```c struct SensorData { int sensor_id; union { // 匿名联合体 int temp; float pressure; }; }; struct SensorData d; d.temp = 25; // 直接访问，无需中间联合体名 ``` --- ### 五、关键注意事项 #### 1. **数据覆盖风险** ```c union Data x; x.i = 100; // 写入int x.f = 3.14; // 覆盖原有int数据 printf("%d", x.i); // 输出结果是不可预测的 ``` #### 2. **字节序问题** - 联合体成员的二进制解释依赖硬件字节序 例：在小端序机器与大端序机器上，`conv.bytes`对同一浮点数的解释不同 #### 3. **初始化规则** - 只能初始化第一个成员 ```c union Data x = {10}; // 正确，初始化i成员 union Data y = {.f=1.23}; // C99后支持指定初始化 ``` --- ### 六、与结构体的对比 | 特性 | 联合体（union） | 结构体（struct） | |--------------------|------------------------------|-----------------------------| | 内存分配 | 共享内存 | 独立内存 | | 总大小 | 最大成员大小 | 各成员大小之和（含对齐） | | 成员访问 | 每次只能有效访问一个成员 | 所有成员可同时有效 | | 典型用途 | 类型转换、协议解析、节省空间 | 数据聚合 | --- ### 七、实战示例 #### 1. **RGB颜色处理** ```c union RGBA { uint32_t code; // 0xRRGGBBAA格式 struct { uint8_t r; uint8_t g; uint8_t b; uint8_t a; } channels; }; union RGBA color; color.code = 0xFF336699; // 直接赋十六进制值 printf("红：%X", color.channels.r); // 输出FF ``` #### 2. **文件格式解析** ```c // BMP文件头解析 union BMPHeader { struct { char signature[2]; uint32_t file_size; // ...其他字段 } info; unsigned char raw_data[54]; }; ``` --- ### 总结 **联合体的核心价值**： 1. 节省内存空间（多个互斥数据共享存储） 2. 实现二进制数据的多角度解析 3. 支持灵活的底层数据处理 **最佳实践**： - 配合枚举类型标记当前有效成员 - 避免直接跨类型读取未初始化的成员 - 重要数据优先使用结构体保证安全性
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