C语言关键字union的定义和使用详解

2024-09-27 16:50:13

union，中文名“联合体、共用体”，在某种程度上类似结构体struct的一种数据结构，共用体(union)和结构体(struct)同样可以包含很多种数据类型和变量。

但在“联合”中, 各成员共享一段内存空间, 一个联合变量的长度等于各成员中最长的长度。一个联合体类型必须经过定义之后, 才能使用它，才能把一个变量声明定义为该联合体类型。

当定义结构对象时，如果没有显式地初始化它们，则会采用一般初始化规则：如果该结构对象属于动态存储类型，那么其成员具有不确定的初始值。

另一方面，如果结构对象具有静态存储周期，那么其非指针成员初始值是 0，其指针成员初始值是空指针。

不同于结构成员——它们在结构中都具有单独的内存位置，联合成员则共享同一个内存位置。也就是说，联合中的所有成员都是从相同的内存地址开始。因此，可以定义一个拥有许多成员的联合，但是同一时刻只能有一个成员允许含有一个值。联合让程序员可以方便地通过不同方式使用同一个内存位置。

一、定义联合（union）

联合的定义方式与结构是一样的，只是把关键字 struct 改成 union：

union [标签名称]{成员声明列表};

下面的例子定义了一个名为Data的联合类型，它有 3 个成员：i、x 和 str：

union Data { int i;double x;char str [16];};

这种类型的对象可以存储一个整数、一个浮点数或一个短字符串。

例如：

union StateMachine

{

  char character;

  int number;

  char *str;

  double exp;

};

一个union 只配置一个足够大的空间以来容纳最大长度的数据成员，以上例而言，最大长度是double 型态，所以StateMachine 的空间大小就是double 数据类型的大小。

在C++里，union 的成员默认属性页为public。union 主要用来压缩空间。如果一些数据不可能在同一时间同时被用到，则可以使用union。

二、初始化联合（union）

与结构类似，通过初始化列表（initialization list）来初始化联合对象。但是，对联合来说，列表只有一个初始化器（initializer）。

与结构一样，C99 允许在初始化器中使用成员指示符来指示哪个成员被初始化。而且，如果初始化器没有成员指示符，那么就与联合内的第一个成员关联。具有自动存储类的联合对象也可以使用已有的同类型对象来初始化。下面是一些初始化例子：

union Data var1={77},

var2={.str="Mary"},

var3=var1,

myData[100]={{.x=0.5},{1},var2};

数组 myData 中的元素如果没有指定初始化器，会被隐式地初始化为 0 值。

三、联合体变量的声明

联合变量的说明和结构变量的声明方式相同, 也有三种形式：

第一种，先定义联合体类型,再声明联合体变量 ;

第二种，定义联合体类型的同时声明联合体变量；

第三种，直接声明联合体（以匿名的形式定义联合体类型）。

以perdata类型为例,说明如下:

第一种，先定义联合体类型,再声明联合体变量

union  perdata

{

  int class;

  char officae[10];

};

union  perdata a,b; /*说明a,b为perdata类型*/

第二种，定义联合体类型的同时声明联合体变量:

union perdata

{

int class;

char office[10];

} a , b ;

第三种，直接声明联合体（以匿名的形式定义联合体类型）:

union

{

int class;

char office[10];

}a,b

经说明后的a,b变量均为perdata类型。a,b变量的长度应等于 perdata 的成员中最长的长度, 即等于office数组的长度,共10个字节。对a,b变量如赋予整型值时,只使用了2个字节,而赋予字符数组时,可用10个字节。

四、联合体变量的赋值和使用

对联合体变量的赋值,使用都只能是对变量的成员进行。

联合变量的成员表示为: 联合变量名 . 成员名

例如,a被说明为perdata类型的变量之后,可使用 a.class，a.office

不允许只用联合变量名作赋值或其它操作。也不允许对联合变量作初始化赋值,赋值只能在程序中进行。

一个联合体变量, 每次只能赋予一个成员值。一个联合变量的值就是联合变员的某一个成员值。

五、struct和union和区别

1.结构和联合都是由多个不同的数据类型成员组成的，但是在任一时刻联合只存放一个被选中的成员，而结构的所有成员都存在。

2。对于联合的不同成员赋值，将会对其他成员重写，原来成员的值就不存在了，而对结构的不同成员赋值是会不影响的。

对联合变量的赋值，都只能对变量的成员进行，一个联合变量每次只能赋值给一个成员，一个联合变量的值就是当前联合变量的某一个成员值。

应该说明的是，这里所谓的共享不是指把多个成员同时装入一个联合变量内，而是指该联合变量可被赋予任一成员值，但每次只能赋一种值，赋入新值则冲去旧值。

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