引言
在C语言中，每个数据类型都有其特定的作用或使用场景。 前面我们详细的分析了数组，结构体，今天我们来讲讲共用体(union)，所谓的共用体就是使用覆盖技术让数据成员之间相互覆盖，以实现不同数据成员共用同一段内存。先引出概念，接下来我们从共用体与其他的数据类型区别，到共用体类型如何定义，哪些场景会使用共用体等等，逐步分析。
共用体和结构体区别
共用体(union)和结构体(struct)在类型定义， 变量定义，使用方法上都非常相似：
<code>//共用体类型定义
union test
{
\tint a
\tchar b;
};/<code>
变量的定义和使用：
<code>//定义共用体变量t1
\tunion test t1;
\t
//使用共同体t1成员
\tt1.a = 23；
\t/<code>
那两者有什么区别呢？结构体好比是一个袋子，袋子里面装了各种各样的东西，每个东西都是独立存在的，占据了袋子体积； 而共用体的各个成员是一体的，彼此不独立，它们使用同一块内存空间，可以理解为：有时候是这个元素，有时候是另外一个元素(就像是一个多面人)，有不同的形态，更准确的说是同一块内存空间有多种解释方式！通过以下示意图感受下：
接下来我们通过实例代码，来理解其本质区别：
<code>#include <stdio.h>
//定义结构体类型
struct test1
{
\tint a;
\tchar b;
};
//定义共用体类型
union test2
{
\tint a;
\tchar b;
};
int main(void)
{
//定义结构体变量t1
\tstruct test1 t1;
//定义共用体变量2
\tunion test2 t2;
\t
\tt1.a = 23;
\tt2.a = 24;
\t
//打印变量元素
\tprintf("t1.b = %d.\\n", t1.b);
\tprintf("t2.b = %d.\\n", t2.b);
//打印结构体t1元素的地址
printf("&t1.a = %p.\\n", &t1.a);
\tprintf("&t1.b = %p.\\n", &t1.b);
\t
//打印共用体t2元素地址
\tprintf("&t2.a = %p.\\n", &t2.a);
\tprintf("&t2.b = %p.\\n", &t2.b);
\t
\treturn 0;
}/<stdio.h>/<code>
说明：
1.我们分别定义了结构体变量t1, 和共用体变量t2
2. 初始化了结构体t1中的元素a， 赋值为23，但是元素b未初始化
3. 初始化了共用体t2中的元素a, 赋值为24，同样元素b未初始化
4. 之后我们分别打印了t1和t2成员的地址
接下来我们编译运行，看下结果：
可以看到结构体t1的元素b未初始化，是一个随机值(因为我们定义的t1是局部变量，定义在栈上，如果不清楚什么是栈，什么是堆，以及它们的特性，可以查阅我之前的文章~)。
而共用体t2元素b未初始化， 但是它的值与元素a居然相同(这不是凑巧哦，不相信的小伙伴可以自己测试下，当然前提是a的初始化的值不能超过元素b的类型值域， 同时这里会涉及大小端的问题，这个之后会详细分析)。同时可以看到结构体t1的元素a和b的地址是不同的， 而共用体t2的元素a和b地址是完全一致！相信到这里大家能基本了解了共用体的特性： 成员之间共用一块内存空间，只是解析方式不同。
共用体的大小
经过上面的讲述，大家知道了共用体的成员其实是共享了一块内存空间，哪么当我们顶一个共用体类型时，它实际占用的内存空间是多少呢？
我们先举一个简单的例子：
<code>#include <stdio.h>
union test
{
\tint a;
\tchar b;\t
};
int main(void)
{
\tunion test t1;
\t
//打印共用体成员的数据类型大小
\tprintf("sizeof(int) = %d.\\n", sizeof(int));
\tprintf("sizeof(char) = %d.\\n", sizeof(char));
\t
//打印共用体大小
\tprintf("sizeof(union test) = %d.\\n", sizeof(union test));
\t
\treturn 0;
}/<stdio.h>/<code>
编译运行结果：
可以看到共用体变量t1的内存大小为4字节， 即原则上，共用体大小取决于占据最多内存的成员的长度。需要注意这里用的“原则”一词，因为有时候需要考虑内存对齐问题。 我们通过以下例子来加深理解：
<code>#include <stdio.h>
//通过__attribute__指令设置1字节对齐
__attribute__((aligned(1)))
struct mystruct
{
\tchar a;
\tint b;
\tint c;
\tint d;
\tint e;
\tdouble f;
\tchar g;
\tshort h;
\tdouble i;
\tfloat j;
\t
}__attribute__((packed));
//通过__attribute__指令设置1字节对齐
__attribute__((aligned(1)))
union test
{
\tint a;
\tchar b;
\tfloat c;
\tdouble d;
\t
\tstruct mystruct my1;
}__attribute__((packed));
int main(void)
{//定义了共用体变量t1
\tunion test t1;
\t
//打印了结构体大小
\tprintf("sizeof(struct mystruct) = %d.\\n", sizeof(struct mystruct));
//打印共用体大小
\tprintf("sizeof(union test) = %d.\\n", sizeof(union test));
\t
\treturn 0;
}/<stdio.h>/<code>
分析：
1. 首先我们定义了结构体类型mystruct， 并使用__attribute__指令设置为1字节对齐
2. 定义了共用体类型，其中一个成员是上面定义的结构体mystruct类型， 同时也使用__attribute__指令设置为1字节对齐
3. 定义了共用体变量t1
4. 分别打印了结构体mystruct类型大小，和共用体test 类型大小
OK， 编译运行：
我们可以看到共用体的大小就等于成员my1(结构体类型)的大小，再次验证了上面的结论。
共用体的访问方式
上面我们举得的例子都是使用下标式访问共用体成员，还是和数组，结构体一样， 下标式访问知识编译器提供的一种语法糖， 方便开发人员使用和理解， 但是我们需要了解其本质: 共享一块内存，只是解析方式不同。 因此我们可以通过指针方式来访问，这也是真正理解共用体的判断标准。
<code>#include <stdio.h>
union test
{
\tint a;
\tfloat b;
};
int main(void)
{
\tunion test t1;
\t
//下标式访问
\tt1.a = 1123477094;
\tprintf("t1.b = %f.\\n", t1.b);
\t
//指针式访问
\tint a = 1123477094;
\tprintf("指针方式: t1.b = %f.\\n", *(float *)&a);
\t
\treturn 0;
}/<stdio.h>/<code>
编译运行：
从结果再次验证共用体实质：共享一块内存，只是解析方式不同。
总结
通过以上分析，我们了解了共用体的实质，如何定义和使用，以及与结构体的区别等。 之后我会讲解共用体的应用场景，尤其是如何使用共用体测试系统大小端，这也是面试和笔试中出现的概率非常高的题目，如果你对大小端的概念不是很清楚，或者想了解有哪些办法测试系统的大小端，欢迎转发，收藏，关注，后续内容更加精彩哟~
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