C语言共用体union详解（深入理解union用法与内存共享机制）

如何定义和使用共用体？

定义共用体的语法与结构体类似，使用关键字 union。例如：

// 定义一个共用体union Data {    int i;    float f;    char str[20];};// 使用共用体#include <stdio.h>int main() {    union Data data;    data.i = 10;    printf("data.i: %d\n", data.i);    data.f = 220.5;    printf("data.f: %.2f\n", data.f);    // 注意：此时 data.i 的值已经被覆盖！    printf("data.i after assigning float: %d\n", data.i);    return 0;}  

运行上述代码，你会发现：当给 data.f 赋值后，data.i 的值就不再是 10 了。这是因为 i 和 f 共享同一段内存，写入浮点数会覆盖原来的整数。

共用体的内存大小

共用体所占的内存大小等于其最大成员所需的内存大小。例如上面的 union Data 中：

• int 通常占 4 字节
• float 通常占 4 字节
• char str[20] 占 20 字节

因此，整个共用体的大小为 20 字节（以最大成员为准）。

你可以使用 sizeof 运算符验证：

printf("Size of union Data: %zu bytes\n", sizeof(union Data)); // 输出：20  

共用体的实际应用场景

虽然共用体看起来“危险”（因为数据会被覆盖），但它在某些场景下非常有用：

1. 节省内存：当多个变量不会同时使用时，可以用共用体减少内存占用。
2. 底层数据解析：比如将一个整数按字节拆解，或实现网络协议中的多类型字段。
3. 硬件寄存器操作：嵌入式开发中常用于访问同一地址的不同位域。

下面是一个经典例子：判断系统是大端还是小端（Endianness）：

#include <stdio.h>int isLittleEndian() {    union {        unsigned int i;        unsigned char c;    } u;    u.i = 1;    return u.c == 1; // 如果最低字节是1，则为小端}int main() {    if (isLittleEndian()) {        printf("This system is Little Endian.\n");    } else {        printf("This system is Big Endian.\n");    }    return 0;}  

共用体 vs 结构体：关键区别

总结

通过本教程，我们深入学习了C语言共用体union的核心概念、语法、内存布局及其典型用途。掌握union用法详解不仅能帮助你写出更高效的C程序，还能加深对C语言数据类型和内存共享机制的理解。

记住：共用体不是“万能工具”，而是在特定场景下优化内存或处理底层数据的利器。使用时务必小心，避免因数据覆盖导致逻辑错误。

希望这篇教程对你有帮助！如果你是C语言初学者，不妨动手写几个共用体的小程序，加深理解。