C语言共用体（Union）

女爷i 2021-12-01 20:42 408阅读 0赞

结构体和共用体的区别在于：结构体的各个成员会占用不同的内存，互相之间没有影响；而共用体的所有成员占用同一段内存，修改一个成员会影响其余所有成员。  
  
结构体占用的内存大于等于所有成员占用的内存的总和（成员之间可能会存在缝隙），共用体占用的内存等于最长的成员占用的内存。共用体使用了内存覆盖技术，同一时刻只能保存一个成员的值，如果对新的成员赋值，就会把原来成员的值覆盖掉。  
  
共用体也是一种自定义类型，可以通过它来创建变量，例如：

1.  union data\{ 
2.  int n;
3.  char ch;
4.  double f;
5.  \};
6.  union data a, b, c;

上面是先定义共用体，再创建变量，也可以在定义共用体的同时创建变量：

1.  union data\{ 
2.  int n;
3.  char ch;
4.  double f;
5.  \} a, b, c;

如果不再定义新的变量，也可以将共用体的名字省略：

1.  union\{ 
2.  int n;
3.  char ch;
4.  double f;
5.  \} a, b, c;

共用体 data 中，成员 f 占用的内存最多，为 8 个字节，所以 data 类型的变量（也就是 a、b、c）也占用 8 个字节的内存，请看下面的演示：

1.  \#include <stdio.h>
2.  
3.  union data\{ 
4.  int n;
5.  char ch;
6.  short m;
7.  \};
8.  
9.  int main()\{ 
10. union data a;
11. printf("%d, %d\\n", sizeof(a), sizeof(union data) );
12. a.n = 0x40;
13. printf("%X, %c, %hX\\n", a.n, a.ch, a.m);
14. a.ch = '9';
15. printf("%X, %c, %hX\\n", a.n, a.ch, a.m);
16. a.m = 0x2059;
17. printf("%X, %c, %hX\\n", a.n, a.ch, a.m);
18. a.n = 0x3E25AD54;
19. printf("%X, %c, %hX\\n", a.n, a.ch, a.m);
20. 
21. return 0;
22. \}

运行结果：

4, 4
    40, @, 40
    39, 9, 39
    2059, Y, 2059
    3E25AD54, T, AD54

这段代码不但验证了共用体的长度，还说明共用体成员之间会相互影响，修改一个成员的值会影响其他成员。  
  
要想理解上面的输出结果，弄清成员之间究竟是如何相互影响的，就得了解各个成员在内存中的分布。以上面的 data 为例，各个成员在内存中的分布如下：  
![1-160Q1152HRM.jpg][]  
成员 n、ch、m 在内存中“对齐”到一头，对 ch 赋值修改的是前一个字节，对 m 赋值修改的是前两个字节，对 n 赋值修改的是全部字节。也就是说，ch、m 会影响到 n 的一部分数据，而 n 会影响到 ch、m 的全部数据。  
  
上图是在绝大多数 PC 机上的内存分布情况，如果是 51 单片机，情况就会有所不同：  
![1-160Q116311LV.jpg][]  
为什么不同的机器会有不同的分布情况呢？这跟机器的存储模式有关，我们将在VIP教程《[大端小端以及判别方式][Link 1]》一节中展开探讨。

## 共用体的应用 ##

共用体在一般的编程中应用较少，在单片机中应用较多。对于 PC 机，经常使用到的一个实例是： 现有一张关于学生信息和教师信息的表格。学生信息包括姓名、编号、性别、职业、分数，教师的信息包括姓名、编号、性别、职业、教学科目。请看下面的表格：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>Name</th> 
   <th>Num</th> 
   <th>Sex</th> 
   <th>Profession</th> 
   <th>Score / Course</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>HanXiaoXiao</td> 
   <td>501</td> 
   <td>f</td> 
   <td>s</td> 
   <td>89.5</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>YanWeiMin</td> 
   <td>1011</td> 
   <td>m</td> 
   <td>t</td> 
   <td>math</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>LiuZhenTao</td> 
   <td>109</td> 
   <td>f</td> 
   <td>t</td> 
   <td>English</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ZhaoFeiYan</td> 
   <td>982</td> 
   <td>m</td> 
   <td>s</td> 
   <td>95.0</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

f 和 m 分别表示女性和男性，s 表示学生，t 表示教师。可以看出，学生和教师所包含的数据是不同的。现在要求把这些信息放在同一个表格中，并设计程序输入人员信息然后输出。  
  
如果把每个人的信息都看作一个结构体变量的话，那么教师和学生的前 4 个成员变量是一样的，第 5 个成员变量可能是 score 或者 course。当第 4 个成员变量的值是 s 的时候，第 5 个成员变量就是 score；当第 4 个成员变量的值是 t 的时候，第 5 个成员变量就是 course。  
  
经过上面的分析，我们可以设计一个包含共用体的结构体，请看下面的代码：

1.  \#include <stdio.h>
2.  \#include <stdlib.h>
3.  
4.  \#define TOTAL 4 //人员总数
5.  
6.  struct\{ 
7.  char name\[20\];
8.  int num;
9.  char sex;
10. char profession;
11. union\{ 
12. float score;
13. char course\[20\];
14. \} sc;
15. \} bodys\[TOTAL\];
16. 
17. int main()\{ 
18. int i;
19. //输入人员信息
20. for(i=0; i<TOTAL; i\++)\{ 
21. printf("Input info: ");
22. scanf("%s %d %c %c", bodys\[i\].name, &(bodys\[i\].num), &(bodys\[i\].sex), &(bodys\[i\].profession));
23. if(bodys\[i\].profession == 's')\{ //如果是学生
24. scanf("%f", &bodys\[i\].sc.score);
25. \}else\{ //如果是老师
26. scanf("%s", bodys\[i\].sc.course);
27. \}
28. fflush(stdin);
29. \}
30. 
31. //输出人员信息
32. printf("\\nName\\t\\tNum\\tSex\\tProfession\\tScore / Course\\n");
33. for(i=0; i<TOTAL; i\++)\{ 
34. if(bodys\[i\].profession == 's')\{ //如果是学生
35. printf("%s\\t%d\\t%c\\t%c\\t\\t%f\\n", bodys\[i\].name, bodys\[i\].num, bodys\[i\].sex, bodys\[i\].profession, bodys\[i\].sc.score);
36. \}else\{ //如果是老师
37. printf("%s\\t%d\\t%c\\t%c\\t\\t%s\\n", bodys\[i\].name, bodys\[i\].num, bodys\[i\].sex, bodys\[i\].profession, bodys\[i\].sc.course);
38. \}
39. \}
40. return 0;
41. \}

运行结果：

Input info: HanXiaoXiao 501 f s 89.5↙
    Input info: YanWeiMin 1011 m t math↙
    Input info: LiuZhenTao 109 f t English↙
    Input info: ZhaoFeiYan 982 m s 95.0↙
    
    Name            Num     Sex     Profession      Score / Course
    HanXiaoXiao     501     f       s               89.500000
    YanWeiMin       1011    m       t               math
    LiuZhenTao      109     f       t               English
    ZhaoFeiYan      982     m       s               95.000000

转载于:https://www.cnblogs.com/linwenbin/p/10958773.html

[1-160Q1152HRM.jpg]: /images/20211201/ba019074be1d40c99d826205f78e9956.png
[1-160Q116311LV.jpg]: /images/20211201/589e5694e0d8403e91fe2d4398d14f85.png
[Link 1]: http://c.biancheng.net/cpp/html/3251.html