在C语言中,如何定义和使用联合体(union)?它与结构体有何不同?

在C语言中,联合体(union)是一种特殊的数据类型,允许在相同的内存位置存储不同类型的数据。联合体可以包含多个成员,但在任何给定时刻,只能有一个成员具有值。这意味着联合体的大小等于其最大成员的大小,不同成员共享内存空间。

定义联合体

定义联合体的语法与结构体类似,但使用union关键字:

union 联合体名称 {
    数据类型 成员1;
    数据类型 成员2;
    ...
};

示例:定义和使用联合体

假设我们想定义一个联合体Data,它可以存储整数、浮点数或字符:

union Data {
    int i;
    float f;
    char c;
};
使用联合体
union Data data;

data.i = 10;
printf("data.i = %d\n", data.i);

data.f = 220.5;
printf("data.f = %.1f\n", data.f);

data.c = 'A';
printf("data.c = %c\n", data.c);

在上面的例子中,尽管我们为ifc分别赋了值,但由于它们共享同一块内存,最终的值取决于最后一次赋值操作。因此,打印data.idata.f的结果可能不会是预期的值,因为最后赋值给data.c

联合体与结构体的不同

  • 内存使用:结构体的大小足以容纳所有成员,每个成员都有自己的内存空间;而联合体的大小等于其最大的成员大小,所有成员共享这一块内存空间。
  • 同时存储的成员:在结构体中,可以同时存储多个成员的值;在联合体中,一次只能存储一个成员的值。
  • 用途
    • 结构体用于将不同或相同类型的数据项组织成一个单一实体,当你需要使用所有成员时。
    • 联合体常用于节省内存,适用于存储可能采用多种类型之一的数据,但在任一时刻只使用一种类型。

联合体在特定情况下非常有用,例如,当你需要定义一个可以存储多种类型数据但同时只使用一种的变量时。这在处理系统资源受限或需要对内存使用进行优化的嵌入式系统编程中尤其重要。

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