C语言联合体详解

下午好诶，今天小眼神给大家带来一篇C语言联合体详解的文章~

联合体

1. 联合体类型的声明

2. 联合体的特点

代码一：

代码二：

3. 相同成员的结构体和联合体对比

编辑4. 联合体大小的计算

5. 联合体的优点

联合体

1. 联合体类型的声明

与我们之前学的结构体很相似，联合体也是由一个或者多个成员组成的，并且成员之间的类型可以不同。

联合体与结构体不同的是，联合体的组成成员所占用内存空间是同一块内存空间，并且，编译器只为最大的成员分配足够多的内存空间，所以联合体也叫做：共用体。

若是

给联合体其中一个成员赋值，其他成员的数值也会跟着变化。

#include<stdio.h>
union Un
{
	char a;
	int i;
};
int main()
{
	union Un un = { 0 };
	printf("%d\n", sizeof(un));//4
	return 0;
}

输出结果： 4

如果是结构体，这里应该输出结果为8，但结构体内成员共用一块空间，只为最大的成员分配足够多的内存空间，所以这里只给 i 分配了4个空间，a存储在 i 的空间中。

2. 联合体的特点

联合体成员共用一个内存空间，那么一定要保证最大的成员要装下，所以，这样的联合变量的大小，至少是最大成员的大小（因为联合体至少有能力保存最大的那个成员）

代码一：

#include<stdio.h>
union Un
{
	char a;
	int i;
};
int main()
{
	union Un un = { 0 };
	printf("%d\n", sizeof(un));//4
	printf("%d\n", sizeof(un.a));//1
	printf("%d\n", sizeof(un.i));//4
	printf("%p\n", &un);
	printf("%p\n", &(un.a));
	printf("%p\n", &(un.i));
	return 0;
}

输出结果：

4
1
4
0078FDF4
0078FDF4
0078FDF4

那么我们可以看到，联合体及其各个成员们的地址都是一样的，那么我们可以推测，是否所有的非最大成员都在首地址处存放呢？

代码二：

#include<stdio.h>
union Un
{
	char a;
	int i;
};
int main()
{
	union Un un = { 0 };
	un.i = 0x11223344;
	un.a = 0x55;
	printf("%x\n", un.i);
	return 0;
}

让我们调试上述代码来看看：

通过内存监视，我们可以发现：i 的第四个字节内容被修改成 55 了，我们可以分析出以下 un 的内存布局图：

3. 相同成员的结构体和联合体对比

union S
{
	char a;
	int i;
};
struct S s = { 0 };

struct Un
{
	char a;
	int i;
};
struct Un un = { 0 };

相同成员的情况下，结构体和联合体的内存分布情况：

结构体和联合体的内存对比

4. 联合体大小的计算

1. 联合体的大小至少是成员的大小

2. 当最大成员大小不是对齐数的整数倍的时候，就要将最大成员大小对齐到最大对齐数的整数倍。

#include<stdio.h>
union S1
{
	char a[5];
	int i;
};
union S2
{
	short c[7];
	int i;
};
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(union S1));
	printf("%d\n", sizeof(union S2));
	return 0;
}

5. 联合体的优点

使用联合体是可以节省空间的，例如我们要统计三种商品数据：图书，杯子，衬衫。

每一种商品都有：库存量、价格、商品类型和商品类型相关的其他信息。

图书：书名、作者、页数

杯子：设计

衬衫：设计、可选颜色、可选尺寸

如果我们用结构体来写的话：

#include<stdio.h>
struct my_list
{
	int stock_number;//库存量
	double price;//价格
	int item_type;//商品类型

	char title[20];//书名
	char author[20];//作者
	int num_pages;//页数

	char design[30];//设计
	int colors;//颜色
	int sizes;//尺寸
};

上述结构设计简单用起来方便，但结构的设计中包含了所有商品的各种属性，这样会使得结构体的大小过大，很浪费内存。因为对于各自商品，只有部分属性信息是常用的：

商品是图书，就不需要design、colors、sizes。

所以，我们可以把公共属性单独写出来，用联合体把各种商品本身的属性括起来，这样可以在一定程度上节省内存。

#include<stdio.h>
struct my_list
{
	//公共属性
	int stock_number;//库存量
	double price;//价格
	int item_type;//商品类型

	union
	{
		struct//匿名
		{
			char title[20];//书名
			char author[20];//作者
			int num_pages;//页数
		}book;

		struct
		{
			char design[30];//设计
		}mug;

		struct
		{
			int colors;//颜色
			int sizes;//尺寸
		}shirt;

	}item;
};

感谢阅读本篇文章