C语言 共用体（Union）详解及示例代码

介绍共用体（Union）

共用体（Union）是一种特殊的数据类型， 它可以在相同的内存位置存储不同的数据类型。 同时，共用体的长度只能是其中最长成员的长度。

定义共用体

共用体的定义方式与结构体类似，只是将关键字struct换成了union。

union union_name {
    member1_type member1_name;
    member2_type member2_name;
    ...
};

其中，union_name 为共用体的名字；member-type与member_name为表示共用体成员类型与名称的标识符。

访问共用体成员

跟结构体一样，使用.运算符访问结构体成员。但是，共用体的所有成员都存在于同一块内存中，因此占用的内存空间是相同的。在读写共用体时，要注意只访问当前所需要的成员。

共用体示例

以下是两个共用体示例：

示例1：一个共用体定义两个类型，其中一个成员包含一个字符串，另一个成员包含一个整数。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

union shared_data {
    int num;
    char str[20];
};

int main() {
    union shared_data data;
    data.num = 2022;
    printf("data.num = %d\n", data.num);
    strcpy(data.str, "hello");
    printf("data.str = %s\n", data.str);
    printf("data.num = %d\n", data.num);
    return 0;
}

输出结果：

data.num = 2022
data.str = hello
data.num = 1819043144

在上面的代码中，我们定义了一个共用体shared_data，其中有一个整型成员num和一个字符数组成员str。我们首先将data.num赋值为2022，然后将字符串"hello" 拷贝到data.str中。最后，我们再次输出data.num的值，可以发现其值已被修改。

示例2：一个共用体同时存储一个浮点数和一个整数

#include <stdio.h>

union float_or_int {
    float f;
    int i;
};

int main() {
    union float_or_int u;
    u.f = 3.14;
    printf("u.f = %f, u.i = %d\n", u.f, u.i);
    u.i = 1024;
    printf("u.f = %f, u.i = %d\n", u.f, u.i);
    return 0;
}

输出结果：

u.f = 3.140000, u.i = 1078523331
u.f = 0.000000, u.i = 1024

在这个例子中，共用体float_or_int同时储存了一个浮点数和一个整数。我们首先将浮点数赋值为3.14，然后输出共用体成员u.f和u.i的值。可以看到，浮点数的值以及对应的二进制值都被正确地记录下来。接着，我们将u.i赋值为1024，然后再次输出共用体成员的值。这次，浮点数的值变成了0.0，因为它的内部二进制表示被改变了。

总结

共用体是C语言内置的强大数据类型，在某些情况下可以提高程序的运行效率和编码的灵活性。同时，使用共用体时需要注意各成员的内存布局以及潜在的数据类型问题。