C语言菜鸟入门·关键字·union的用法

时光の尘2024-11-25 9:57

目录

[1. 简介](#1. 简介)

[2. 访问成员](#2. 访问成员)

[2.1 声明](#2.1 声明)

[2.2 赋值](#2.2 赋值)

[3. 共用体的大小](#3. 共用体的大小)

[4. 与typedef联合使用](#4. 与typedef联合使用)

[5. 更多关键字](#5. 更多关键字)

1. 简介

共用体（union）是一种数据结构，它允许在同一内存位置存储不同的数据类型，但每次只能存储其中一种类型的数据。与结构体不同，结构体中的每个成员都有各自独立的内存空间，而共用体中的所有成员共享同一块内存区域。

表达形式：

cpp 复制代码 
union union_name {
    data_type1 member1;
    data_type2 member2;
    data_type3 member3;
    // 其他成员
};
  • union_name 是共用体的名称。
  • member1, member2, member3 是共用体的成员。
  • data_type1, data_type2, data_type3 是成员的类型。

举例：

cpp 复制代码 
union Data {
    int i;
    float f;
    char str[20];
};

2. 访问成员

2.1 声明

访问共用体的成员与结构体类似，通过点操作符 (.) 来访问共用体的各个成员。每次只能访问共用体中的一个成员。

我们先声明一个共用体：

cpp 复制代码 
union Data
{
	char data1;
	int  data2;
	float data3;
	double data4; 

    char str[20];
};

在定义一个共用体变量，通过改变了来访问共用体成员：

cpp 复制代码 
union Data sum;

合起来就是：

cpp 复制代码 
union Data
{
	char data1;
	int  data2;
	float data3;
	double data4; 

    char str[20];
};

union Data sum;

简化形式：

cpp 复制代码 
union Data
{
	char data1;
	int  data2;
	float data3;
	double data4; 

    char str[20];
}sum;

匿名结构：

cpp 复制代码 
union
{
	char data1;
	int  data2;
	float data3;
	double data4; 

    char str[20];
}sum;

2.2 赋值

下面我们只对data1，进行赋值看看是什么结果：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>

union Data {
    char data1;       // char 类型
    int data2;        // int 类型
    float data3;      // float 类型
    double data4;     // double 类型
    char str[20];     // 字符数组
}sum;

int main() {

    // 1. 为 data1 赋值
    sum.data1 = 'A';
    printf("data1: %c\n", sum.data1);  
    printf("data2: %d\n", sum.data2);  
    printf("data3: %f\n", sum.data3);  
    printf("data4: %lf\n", sum.data4); 
    printf("str: %s\n", sum.str);

    return 0;
}

可以看到所有共用体介能打印出data1的数据，说明他们共用一个内存空间：

下面我们对data2进行赋值，看看是什么结果：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>

union Data {
    char data1;       // char 类型
    int data2;        // int 类型
    float data3;      // float 类型
    double data4;     // double 类型
    char str[20];     // 字符数组
}sum;

int main() {

    // 1. 为 data1 赋值
    sum.data1 = 'A';
    printf("data1: %c\n", sum.data1);  
    printf("data2: %d\n", sum.data2);  
    printf("data3: %f\n", sum.data3);  
    printf("data4: %lf\n", sum.data4); 
    printf("str: %s\n", sum.str);
    
    printf("------------------------------------\n");
    printf("\n");
    printf("\n");
    printf("\n");
		    
    // 2. 为 data2 赋值，覆盖了 data1 的值
    sum.data2 = 12345;
    printf("data1: %c\n", sum.data1);  
    printf("data2: %d\n", sum.data2);  
    printf("data3: %f\n", sum.data3);  
    printf("data4: %lf\n", sum.data4); 
    printf("str: %s\n", sum.str);
    
    return 0;
}

可以看到值被覆盖掉了：

我们换一种表达方式：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>

union Data {
    char str[4];    
    int data1;       
}sum;

int main() {

    sum.str[0] = 0x12;  
    sum.str[1] = 0x34;  
    sum.str[2] = 0x56;  
    sum.str[3] = 0x78; 
    
    printf("str: %x\n", sum.str[0]);
    printf("str: %x\n", sum.str[1]);
    printf("str: %x\n", sum.str[2]);
    printf("str: %x\n", sum.str[3]);
    printf("data1: %x\n", sum.data1);  
	    
    printf("--------------------------------\n");
    printf("\n");
    printf("\n");
    printf("\n");
		    
    sum.data1 = 0x12345678;
    
    printf("str: %x\n", sum.str[0]);
    printf("str: %x\n", sum.str[1]);
    printf("str: %x\n", sum.str[2]);
    printf("str: %x\n", sum.str[3]);
    printf("data1: %x\n", sum.data1);  
    
    return 0;
}

会发现给数组赋值时，data1也会有数据显示，给data1赋值时，数组的数据会被覆盖掉：

除此之外我们会发现，我们明明赋值赋的是12345678，但是为什么数组显示是str[0]=0x78，那是因为采用的小端模式。

|------------|----------|----------|----------|----------|----------|----------|----------|----------|
| | 大端模式(高字节在前) |||| 小端模式(低字节在前) ||||
| data1 | str[0] | str[1] | str[2] | str[3] | str[0] | str[1] | str[2] | str[3] |
| 0x12345678 | 0x12 | 0x34 | 0x56 | 0x78 | 0x12 | 0x34 | 0x56 | 0x78 |

3. 共用体的大小

共用体的大小是其最大成员的大小，因为所有成员共享同一块内存空间。也就是说，尽管共用体可以包含多个成员，但内存只为其中最大的数据类型分配。

例如，如果一个共用体包含一个 int（4字节）和一个 double（8字节），那么这个共用体的大小将是 8 字节，因为 double 占用的空间较大。

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>

union Data
{
	char data1;
	int  data2;
	float data3;
	double data4; 

};

union Data sum;

int main()
{
	printf("data1占用的%d字节\n",sizeof(sum.data1));
	printf("data2占用的%d字节\n",sizeof(sum.data2));
	printf("data3占用的%d字节\n",sizeof(sum.data3));
	printf("data4占用的%d字节\n",sizeof(sum.data4));
    printf("共用体占用的%d字节\n",sizeof(sum));

  return 0;
}

4. 与typedef联合使用

我们对共用体 union un 重定义为 u ，并通过 u 声明变量共用体变量 data2 并进行初始化。

cpp 复制代码 
#include<stdio.h>
 
union un
{
	char data1;
	int data2;
};
 
typedef union un u;
 
int main()
{
	u data2 = { 0 };
	data2.data1 = 'a';
 
	printf("%d", data2.data2);
 
	return 0;
}

也可以写作：

cpp 复制代码 
#include<stdio.h>
 
typedef union un
{
	char data1;
	int data2;
}u;
 
int main()
{
	u data2 = { 0 };
	data2.data1 = 'a';
 
	printf("%d", data2.data2);
 
	return 0;
}

匿名形式：

cpp 复制代码 
#include<stdio.h>
 
typedef union
{
	char data1;
	int data2;
}u;
 
int main()
{
	u data2 = { 0 };
	data2.data1 = 'a';
 
	printf("%d", data2.data2);
 
	return 0;
}

5. 更多关键字

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| 第一类：数据类型关键字 | A基本数据类型（5个） | void | 声明函数无返回值或无参数，声明无类型指针，显式丢弃运算结果 | C语言菜鸟入门·关键字·void的用法-CSDN博客 |
| 第一类：数据类型关键字 | A基本数据类型（5个） | char | 字符型类型数据，属于整型数据的一种。 | C语言菜鸟入门·关键字·char关键字-CSDN博客 |
| 第一类：数据类型关键字 | A基本数据类型（5个） | int | 整型数据，通常为编译器指定的机器字长。 | C语言菜鸟入门·关键字·int的用法-CSDN博客 |
| 第一类：数据类型关键字 | A基本数据类型（5个） | float | 单精度浮点型数据，属于浮点数据的一种，小数点后保存6位。 | C语言菜鸟入门·关键字·float以及double的用法-CSDN博客 |
| 第一类：数据类型关键字 | A基本数据类型（5个） | double | 双精度浮点型数据，属于浮点数据的一种，比float保存的精度高，小数点后保存15/16位。 | C语言菜鸟入门·关键字·float以及double的用法-CSDN博客 |
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| 第二类：流程控制关键 字 | A跳转结构（4个） | return | 用在函数体中，返回特定值（或者是void值，即不返回值）。 | |
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| 第二类：流程控制关键 字 | 分支结构（5个） | switch | 开关语句（多重分支语句）。 | |
| 第二类：流程控制关键 字 | 分支结构（5个） | case | 开关语句中的分支标记。 | |
| 第二类：流程控制关键 字 | 分支结构（5个） | default | 开关语句中的"其他"分治，可选。 | |
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| 第二类：流程控制关键 字 | C循环结构（3个） | do | do循环结构，do 1 while(2);的执行顺序是1->2->1...循环，2为循环条件。 | |
| 第二类：流程控制关键 字 | C循环结构（3个） | while | while循环结构，while(1) 2;的执行顺序是1->2->1...循环，1为循环条件，以上循环语句，当循环条件 表达式为真则继续循环，为假则跳出循环。 | |

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