C语言联合（union）

1. 联合简介

联合（union）是一种数据类型，他能在同一块空间中存储不同数据类型，但不是同时存储。如果我们想设计一种结构，其能存储一些既无规律，也无顺序的数据，那么就可以用到联合。

创建联合和创建结构体相同，需要声明一个模板，再用这个模板创建变量，下面给出例子：

union STU
{int num;char sex;double score;char name[32];
};

根据上面声明，该结构可以存储一个int类型，一个char类型，一个double类型和char类型的数组。然而，创建出的变量只能存储上面所说的类型的一种。而且该变量的大小，为模板中所占字节数最大的那个类型决定，本例中为32字节（char name[32]）。

和结构体相同，我们可以运用模板创建和STU相关的变量：

union STU ustu1;     // STU类型的联合变量           32字节
union STU ustu2[10];    // 内含10个联合变量的数组     10*32 字节
union STU *ustu3；        // 指向STU类型联合变量的指针   4字节(32位编译器)

2. 联合的初始化

和结构体不同的是，联合只能存储一个值，所以他的初始化就比较独特：

union STU ustu1;
ustu1.sex= 'm';
union STU ustu2 = ustu1;               // 用另一个联合来初始化
union STU ustu3 = {32};                    // 初始化联合的第一个成员 num
union STU ustu4 = {.score = 85.6};        // 指定初始化器

3. 使用联合

用法1

 ustu1.num = 12;            // 把12存储在ustu1 中，占4字节ustu1.score = 96.6;        // 清除12，存储 96.6，占8字节ustu1.sex = 'f';           // 清除96.6，存储 f，占1字节

. 运算符和 -> 运算符访问联合内的成员的方法和结构体差不多，不过有一点要注意，联合一次只能存储一个值，就算有足够的空间，也不能同时存储和访问两个类型不同的值。比如：

ustu1.num = 12;
puts(ustu1.name);

这种用法是错误的，因为上一行存储在ustu1里面的是 int类型，但是下一行输出的确实ustu1 的char型数组，这种编译器可能不报错，但是输出结果确实未知的。

用法2

struct STU
{int number;char sex;double score;char name[32];
};struct TEACH
{int number;char sex;char name[32];char department[64];double salary;
};union INFO
{struct STU stu[50];struct TEACH teach[10];
};struct PEOPLE
{enum {TEACHER, STUDENT}        type;       union INFO info;
};struct PEOPLE people;

我们用struct PEOPLE 定义了一个结构体变量people，那我们就可以用这个函数来获取第N位老师/学生的编号：

int get_number(struct PEOPLE *people, int N)
{if(TEACHER == people->type){return (people->info.teach[N].number);}else{return (people->info.stu[N].number);}
}

当people的type的成员为TEACHER时，它的info成员为老师,
当people的type的成员为STUDENT时，它的info成员为学生，
同理，可获得老师/学生其他信息。

这段代码虽然得到了我们想要的结果，但是有个缺陷。之前我们提到，联合的大小，为其内部结构中最大的那个结构的大小，如图：

STU的大小为48，TEACH的大小为112，联合INFO中有50个STU，所占内存为5048=2400，20个TEACH，所占内存为10112 = 1120，所以，联合的大小为2400，但当联合存储的是较小的成员，像TEACH，就本例而言，足足浪费了1280字节。在这种情况下，更好的方法是在联合中存储指向不同成员的指针而不是直接存储成员本身。因为所有的指针长度都是一样的，这样就解决了内存浪费的问题。

改写联合声明：

union INFO
{struct STU *pStu;struct TEACH *pTeach;
};

内部就可以用链表来存储数据了。

4. 匿名联合

匿名联合和匿名结构的工作原理相同，即匿名联合是一个结构或联合的无名联合成员。例如，我们重新定义struct PEOPLE结构：

struct STU
{int number;char sex;double score;char name[32];
};struct TEACH
{int number;char sex;char name[32];char department[64];double salary;
};struct PEOPLE
{enum {TEACHER, STUDENT}        type;union INFO{struct STU stu[50];struct TEACH teach[10];};
};struct PEOPLE people;

这下我们如果再想获取获取第一个学生的学号，就可以用：

people.stu[0].number;

来代替

people.info.stu[0].number;