【C语言】第六课 联合体（Union）和位域（Bit-field）

C语言中的联合体（Union）和位域（Bit-field）是处理内存布局和实现数据高效存储的强力工具，尤其在底层编程、协议解析和逆向工程中非常重要。

🧠 1. 联合体（Union）

联合体是一种特殊的自定义数据类型，它允许在同一块内存空间中存储不同类型的数据成员，但在任意时刻只能使用其中一个成员。

1.1 定义与基本使用

使用 union 关键字定义联合体，其语法与结构体类似：

union Data {
   
   
    int i;        // 整型成员
    float f;      // 浮点成员
    char str[20]; // 字符数组成员
};

• 内存共享：所有成员共享同一段内存，联合体的大小由其最大成员决定（例如上例中约为20字节，取决于 char str[20] 和系统对齐规则）。
• 访问成员：使用点操作符 . 访问联合体变量的成员，若通过指针访问则使用箭头操作符 ->。

  union Data data;
  data.i = 10;       // 此时联合体存储的是整数
  printf("%d\n", data.i);
  
  data.f = 220.5;    // 写入浮点数，覆盖之前的整数值
  printf("%f\n", data.f);
  

• 初始化：联合体初始化时只能初始化其第一个成员。

  union Data data = {
       
       10}; // 正确：初始化第一个成员i
  // union Data data = {.f = 220.5}; // C99后允许指定初始化成员，但仍需注意覆盖
  

1.2 内存布局与逆向重点

联合体的所有成员都从相同的内存地址开始存储。这意味着改变一个成员的值会直接影响其他成员的值，因为它们操作的是同一片内存区域的不同解释方式。

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