【C语言】Union

一.Union的用法

1.什么是Union?

union 共用体名{
    成员列表
};

union，“联合体、共用体”，在某种程度上类似结构体struct的一种数据结构，共用体(union)和结构体(struct)同样可以包含很多种数据类型和变量。

2.为什么使用union？

2.1.解决“相同信息”的困扰，避免重复代码，提高代码的简洁性。

相同成员公用，差异成员则通过 union 区分，这就避免了代码重复，也避免了代码耦合。

2.2.节省内存

C语言程序常用于资源比较紧张的嵌入式设备中，因此合格的C语言程序员应该都是“抠门”的，尽可能的节约资源。如果一些数据不可能在同一时间同时被用到，则可以使用union。

3.如何使用union？

eg：
Video info 是用于描述视频信息的结构体

有视频的地方常常也会有音频，所以我们的C语言程序还需要描述音频信息。音频信息也包括名称、地址、时间等信息，不过它也有与视频不同的参数，例如采样率，通道数。所以使用C语言描述音频信息，可以使用下面这个结构体：

这样一来，C语言程序描述视频和音频就简单了，只要使用 video_info 和 audio_info 结构体就可以了：

 但是video_info 和 audio_info 仅个别成员不同，可以合并同类项：

合并以后需要描述视频和音频时，都使用 av_info 结构体：

不过，这样虽然将 video_info 和 audio_info 的重复代码合并了，同样也导致结构体所占用的内存变大了。同时代码的耦合性增强：用于描述视频的 vinfo 也能访问音频才有的 chnnl_cnt，用于描述音频的 ainfo 也能访问视频的 alg。

那这种情况下，C语言有没有办法，既能避免重复代码，又能避免耦合，同时还能节约资源呢？自然是有的，C语言中的 union 语法就是为此而设计的：

因为视音频都有名称、地址、大小信息，所以 av_info 中的 name，address，size 成员在描述视频和音频时都会被使用。视音频具有差异的几个成员则使用 union 描述，union 中的 vinfo和 ainfo 共用一块内存区域。

此时访问视频的编码算法和时间信息，可以如下实现：

访问音频的采样率和通道数，可以如下实现：

从上面这几行C语言代码可以看出，此时视音频的相同成员公用，差异成员则通过 union 区分，这就避免了代码重复，也避免了代码耦合。另外，由于union 中的 vinfo和 ainfo 共用一块内存空间，内存浪费的问题也解决了。这里说的节省内存，是相对于直接合并video_info 和 audio_info那种情况的节省。

二.union和struct的区别

结构体和共用体的区别在于：

结构体(struct)中所有变量是“共存”的——优点是“有容乃大”，全面；缺点是struct内存空间的分配是粗放的，不管用不用，全分配。

而联合体(union)中是各变量是“互斥”的——缺点就是不够“包容”；但优点是内存使用更为精细灵活，也节省了内存空间。

结构体的各个成员会占用不同的内存，互相之间没有影响；而共用体的所有成员占用同一段内存，修改一个成员会影响其余所有成员。

结构体占用的内存大于等于所有成员占用的内存的总和（成员之间可能会存在缝隙），共用体占用的内存等于最长的成员占用的内存。共用体使用了内存覆盖技术，同一时刻只能保存一个成员的值，如果对新的成员赋值，就会把原来成员的值覆盖掉。