C++ union联合体用法_C++共用体内存分布-C++-PHP中文网

C++ union联合体用法_C++共用体内存分布

穿越時空

发布： 2025-11-28 14:46:02

原创

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联合体在同一内存位置存储不同数据类型，仅当前赋值成员有效。定义如union Data{int i; float f; char str[4];};使用时data.i=10，则i有效，f和str未定义。

c++ union联合体用法_c++共用体内存分布

联合体（union）在C++中是一种特殊的数据类型，允许在同一个内存位置存储不同类型的数据。同一时间只有一个成员有效，所有成员共享同一块内存空间。这使得union在节省内存和实现特定底层操作时非常有用。

定义一个union的方式与结构体类似，但所有成员从同一地址开始存储：

union Data {
    int i;
    float f;
    char str[4];
};

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使用时只能保证当前赋值的成员是有效的：

Data data;
data.i = 10;
cout << "data.i: " << data.i << endl;

data.f = 220.5; // 此时i的值不再有效
cout << "data.f: " << data.f << endl;

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注意：对某个成员赋值后，其他成员的值会变得不确定，因为它们共用内存。

union的总大小等于其最大成员所需的字节数，并按最大成员的对齐方式对齐。

例如上面的 Data 联合体：

所以整个union大小为4字节。所有成员都从同一地址开始，读写任意成员都会覆盖这块内存。

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再看一个更复杂的例子：

union Mixed {
    long long ll;   // 8字节
    double d;       // 8字节
    int arr[3];     // 12字节
};

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尽管前两个成员都是8字节，但arr占12字节，因此union大小为12字节，按8字节对齐（取决于平台）。

union常用于以下场景：

例如查看float的二进制表示：

union {
    float f;
    uint32_t i;
} u;
u.f = 3.14f;
cout << hex << u.i << endl; // 输出f的IEEE 754编码

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基本上就这些。union不复杂但容易误用，关键是理解“同一时间只一个成员有效”的原则。使用时要配合外部标记判断当前类型，否则极易引发未定义行为。C++11之后推荐使用 std::variant 来替代大部分union用途，更加安全。

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