联合体声明

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联合体是由一序列的成员所组成的类型,成员的存储重叠(与结构体相反,结构体是由一序列的成员所构成的类型,成员的存储以顺序分配)。在任一时刻,最多能在联合体中存储其一个成员的值。

联合体的类型指定符结构体( struct类型指定符相同,只是所用的关键词有别。

目录

[编辑] 语法

union name(可选) { struct-declaration-list } (1)
union name (2)
name - 正在定义的联合体名称
struct-declaration-list - 任意数量的变量声明、位域声明和静态断言声明。不允许不完整类型的成员和函数类型的成员。

[编辑] 解释

联合体只打到足以保有其最大成员(亦可能添加额外的尾随填充字节)。其他成员被分配同该最大成员一部分的字节中。

能转型指向联合体的指针为指向它每个成员的指针(若联合体拥有位域成员,则能转型指向联合体的指针为指向位域底层类型的指针)。类似地,指向结构体任何成员的指针都能被转型为指向整个结构体的指针。

若用于访问内容的联合体成员不同于上次用于存储值的成员,则转译被存储值的对象表示为新类型的对象表示(这被称为类型双关)。若新类型的大小大于上次写入的类型大小,则多出的字节内容是未指定的(而且可以是陷阱表示)。

类似结构体,类型为不带 name 的联合体的无名联合体成员被称为匿名联合体。每个匿名联合体的成员被认为是外围结构体或联合体的成员。若外围结构体或联合体亦为匿名,则递归调用此规则。

struct v {
   union { // 匿名联合体
      struct { int i, j; }; // 匿名结构体
      struct { long k, l; } w;
   };
   int m;
} v1;
 
v1.i = 2;   // 合法
v1.k = 3;   // 非法:内层结构体不是匿名的
v1.w.k = 5; // 合法

类似结构体,若不以任何具名成员(包含经由匿名嵌套结构体或联合体获得的成员)定义联合体,则程序行为未定义。

(C11 起)

[编辑] 关键词

union

[编辑] 注意

关于结构体和联合体初始化的规则,见结构体初始化

[编辑] 示例

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <assert.h>
 
int main(void)
{
    union S {
        uint32_t u32;
        uint16_t u16[2];
        uint8_t  u8;
    } s = {0x12345678}; // s.u32 现为活跃成员
    printf("Union S has size %zu and holds %x\n", sizeof s, s.u32);
    s.u16[0] = 0x0011;  // s.u16 现为活跃成员
    // 从 s.u32 或 s.u8 的读取转译对象表示
//  printf("s.u8 is now %x\n", s.u8); // 未指定,典型结果是 11 或 00
//  printf("s.u32 is now %x\n", s.u32); // 未指定,典型结果是 12340011 或 00115678
 
    // 指向联合体所有成员的指针彼此间比较相等,也与指向联合体的指针比较相等
    assert((uint8_t*)&s == &s.u8);
 
    // 此联合体拥有尾随的 3 个填充字节
    union pad {
       char  c[5];   // 占据 5 字节
       float f;      // 占据 4 字节,隐含对齐 4
    } p = {.f = 1.23}; // 大小为 8 以满足 float 的对齐
    printf("size of union of char[5] and float is %zu\n", sizeof p);
}

输出:

Union S has size 4 and holds 12345678
size of union of char[5] and float is 8

如同每个成员都是联合体的仅有成员一般分配每个成员,这是上例中 s.u8s.u32 首字节别名的原因。

[编辑] 引用

  • C11 standard (ISO/IEC 9899:2011):
  • 6.7.2.1 Structure and union specifiers (p: 112-117)
  • C99 standard (ISO/IEC 9899:1999):
  • 6.7.2.1 Structure and union specifiers (p: 101-104)
  • C89/C90 standard (ISO/IEC 9899:1990):
  • 3.5.2.1 Structure and union specifiers

[编辑] 参阅

联合体声明C++ 文档