C/C++教學

C/C++ union 用法與範例

本篇 ShengYu 介紹 C/C++ union 用法與範例，union 是一種將不同資料類型 data type 儲存在同一塊記憶體空間的型別，所有在 union 裡宣告的變數會共享同一塊記憶體空間，union 佔用的記憶體空間會以 union 內宣告的變數類型最大 size 的變數空間。

  • C/C++ union 基本用法
  • C/C++ union 初始化
  • C/C++ typedef union 取別名
  • C/C++ 匿名 union

C/C++ union 基本用法

C/C++ union 只會選擇一種變數類型儲存，且會以變數類型最大 size 的變數空間作為 union 佔用的記憶體空間，如下範例，
student union 中的 id 與 name 一次只能選擇使用一種存取，不能同時使用兩者，因為 id 與 name 佔的是同一塊記憶體空間，

cpp-union.cpp
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// g++ cpp-union.cpp -o a.out
#include <stdio.h>
#include <string.h>

union student {
    int id;
    char name[32];
};

int main() {
    printf("int size: %d\n", sizeof(int));

    union student s1;
    s1.id = 1;
    printf("union size: %d\n", sizeof(s1));

    union student s2;
    strcpy(s2.name, "shengyu");
    printf("union size: %d\n", sizeof(s2));

    return 0;
}

輸出如下，

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3
int size: 4
union size: 32
union size: 32

C/C++ union 初始化

這邊介紹 C/C++ union 初始化的幾種寫法，如下範例所示，

cpp-union2.cpp
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// g++ cpp-union2.cpp -o a.out
#include <stdio.h>

union data {
    char c;
    int i;
    float f;
};

int main() {
    union data d1;
    d1.c = 'a';
    printf("%c\n", d1.c);

    union data d2 = { 'b' };
    printf("%c\n", d2.c);

    union data d3 = d2;
    printf("%c\n", d3.c);

    return 0;
}

輸出如下，

1
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3
a
b
b

C/C++ typedef union 取別名

每次宣告變數時都必須加上 union，如果想要省略每次宣告變數前的 union，可以利用 typedef 取別名的方式，如下範例，使用 typedef 將 union student 取一個 Student 新別名後，之後宣告時就可以使用新的 Student 別名，就可以省去加上 union，藉此達到簡化宣告語法，

cpp-union3.cpp
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// g++ cpp-union3.cpp -o a.out
#include <stdio.h>
#include <string.h>

typedef union student {
    int id;
    char name[16];
} Student;

int main() {
    Student s1;
    s1.id = 1;
    printf("union size: %d\n", sizeof(s1));

    Student s2;
    strcpy(s2.name, "shengyu");
    printf("union size: %d\n", sizeof(s2));

    return 0;
}

另外還有另外一種寫法，可以把 union 的定義跟 typedef 分開寫，typedef 最後面記得要加上分號，

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union student {
    int id;
    char name[32];
};

typedef union student Student;

C/C++ 匿名 union

這邊介紹一下 C/C++ 匿名 union（anonymous union），先從一般的 union 開始說明，一般的 union 可以放在 struct 裡，如下範例所示，

cpp-union4.cpp
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// g++ cpp-union4.cpp -o a.out
#include <stdio.h>

union data {
    int i;
    char c;
};

struct student {
    int id;
    union data d;
};

int main() {
    struct student s;
    s.id = 1;
    s.d.c = 2;
    printf("%d\n", s.d.c);

    return 0;
}

也可以這樣寫，直接將 data union 寫在 student struct 裡，

cpp-union5.cpp
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// g++ cpp-union5.cpp -o a.out
#include <stdio.h>

struct student {
    int id;
    union {
        int i;
        char c;
    } data;
};

int main() {
    struct student s;
    s.id = 1;
    s.data.c = 2;
    printf("%d\n", s.data.c);

    return 0;
}

如果拿掉 data union 的名稱的話，這樣寫的話就是匿名 union（anonymous union），如下範例所示，差別在存取匿名 union 可以少寫一層，直接使用 union 中元素的名稱來存取該元素，少了在前面 union 的名稱，少一點程式碼，

cpp-union6.cpp
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// g++ cpp-union6.cpp -o a.out
#include <stdio.h>

struct student {
    int id;
    union {
        int i;
        char c;
    };
};

int main() {
    struct student s;
    s.id = 1;
    s.c = 2;
    printf("%d\n", s.c);

    return 0;
}

以上就是 C/C++ union 的用法與範例介紹，
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