C语言——联合（共同体）

xb1132

已于 2024-11-30 16:23:30 修改

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文章标签： c语言开发语言

于 2024-11-30 16:23:09 首次发布

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1.联合的概念

联合（Union）是C语言中一种特殊的数据结构，与结构体（Struct）类似，但有着显著不同的内存分配方式。联合允许在同一内存位置存储不同类型的数据，因此在内存节省和特定场景下非常有用。本文将详细介绍C语言中的联合，包括定义、声明、初始化、使用、联合与结构体的区别、位域联合、联合与函数、以及实际应用场景等内容。

2.联合的定义与声明

2.1联合的定义

在C语言中，联合使用关键字union定义。与结构体一样，联合也包含多个成员，但所有成员共用一块内存。
union Data {
    int i;
    float f;
    char str[20];
};
在上述示例中，定义了一个名为Data的联合，包含三个成员：i（整型），f（浮点型），和str（字符串数组）。

2.2联合的声明

联合定义完成后，可以声明联合类型的变量。联合变量的声明方式与其他变量类似，只需在变量名前加上联合类型。
union Data data;

3.联合的初始化与使用

3.1联合变量的初始化

联合变量可以在声明时进行初始化，但由于联合的特性（所有成员共用一块内存），初始化时只能为一个成员赋值。
union Data data = {10}; // 初始化整型成员i
也可以在代码中随时访问和修改联合的成员：
data.f = 220.5; // 修改浮点型成员f
strcpy(data.str, "C Programming"); // 修改字符串成员str
需要注意的是，由于联合的所有成员共用同一块内存，因此在同一时间只能使用一个成员。访问一个成员后再访问另一个成员时，前一个成员的值可能会被覆盖。

3.2 使用点操作符访问联合成员

可以使用点操作符（.）来访问联合变量的成员。
printf("Integer: %d\n", data.i);
printf("Float: %f\n", data.f);
printf("String: %s\n", data.str);

4.联合体的大小

联合的大小至少是最大成员的大小。

当最大成员的大小不是最大对齐数的整数倍时，就要对齐的最大对齐数的整数倍。

例：
#include <stdio.h>
union Un{
    char arr[5];//5
    int i;//4
};
int main()
{
    printf("%ld\n",sizeof(union Un));
    return 0;
}
运行结果：

5.联合与结构体的区别

联合与结构体在语法上非常相似，但它们在内存分配和使用方式上有很大区别：

内存分配：结构体的每个成员都有独立的内存空间，总大小是所有成员大小之和。而联合的所有成员共用同一块内存，总大小是最大成员的大小。

成员访问：在结构体中，所有成员可以独立访问和修改；在联合中，每次只能使用一个成员，访问一个成员后再访问另一个成员会导致前一个成员的值被覆盖。

用途：结构体用于存储相关的不同类型数据，而联合用于在不同时间存储不同类型的数据，节省内存空间。