联合允许互斥的数据成员共享相同的内存。当内存比较稀缺时，例如在嵌入式系统中，这是非常重要的。

示例如下:

union {
   int a;
   int b;
   int c;
} myUnion;

这个联合将占用一个int值的空间，而不是3个独立的int值。如果用户设置了a的值，然后设置了b的值，它将覆盖a的值，因为它们都共享相同的内存位置。

当您希望对由硬件、设备或网络协议定义的结构进行建模时，或者当您要创建大量对象并希望节省空间时，可以使用联合。不过，在95%的情况下，你真的不需要它们，坚持使用易于调试的代码。

联合通常用于整数和浮点数的二进制表示之间的转换:

union
{
  int i;
  float f;
} u;

// Convert floating-point bits to integer:
u.f = 3.14159f;
printf("As integer: %08x\n", u.i);

尽管根据C标准，这在技术上是未定义的行为(您只应该阅读最近编写的字段)，但它将在几乎任何编译器中以定义良好的方式起作用。

联合有时也被用来实现C语言中的伪多态性，通过给一个结构一些标记来指示它包含什么类型的对象，然后将可能的类型联合在一起:

enum Type { INTS, FLOATS, DOUBLE };
struct S
{
  Type s_type;
  union
  {
    int s_ints[2];
    float s_floats[2];
    double s_double;
  };
};

void do_something(struct S *s)
{
  switch(s->s_type)
  {
    case INTS:  // do something with s->s_ints
      break;

    case FLOATS:  // do something with s->s_floats
      break;

    case DOUBLE:  // do something with s->s_double
      break;
  }
}

这使得struct S的大小只有12字节，而不是28字节。

很难想出需要这种灵活结构的特定场合，也许在发送不同大小消息的消息协议中，但即使在这种情况下，也可能有更好、更适合程序员的替代方案。

联合有点像其他语言中的变体类型——它们一次只能保存一个东西，但这个东西可以是int型，浮点型等，这取决于你如何声明它。

例如:

typedef union MyUnion MYUNION;
union MyUnion
{
   int MyInt;
   float MyFloat;
};

MyUnion将只包含一个int或一个float，这取决于你最近设置的。所以这样做:

MYUNION u;
u.MyInt = 10;

U现在持有int = 10;

u.MyFloat = 1.0;

U现在持有一个等于1.0的浮点数。它不再持有int型。显然，如果你尝试printf("MyInt=%d" u.MyInt);那么你可能会得到一个错误，尽管我不确定具体的行为。

联合的大小由其最大字段的大小决定，在本例中为float。

工会是伟大的。我所见过的联合的一个聪明用法是在定义事件时使用它们。例如，您可能决定一个事件是32位的。

现在，在这32位中，您可能希望将前8位指定为事件发送方的标识符……有时你要把事件作为一个整体来处理，有时你要剖析它并比较它的组成部分。工会让你可以灵活地做到这两点。

union Event
{
  unsigned long eventCode;
  unsigned char eventParts[4];
};

这里有一个来自我自己代码库的联合的例子(来自记忆和转述，所以可能不准确)。它被用来在我构建的解释器中存储语言元素。例如，以下代码:

set a to b times 7.

由以下语言元素组成:

[设置]符号 可变[a] 符号[到] 可变[b] 符号[时报] 康斯坦[7] 符号[。]

语言元素被定义为“#define”值，如下:

#define ELEM_SYM_SET        0
#define ELEM_SYM_TO         1
#define ELEM_SYM_TIMES      2
#define ELEM_SYM_FULLSTOP   3
#define ELEM_VARIABLE     100
#define ELEM_CONSTANT     101

下面的结构被用来存储每个元素:

typedef struct {
    int typ;
    union {
        char *str;
        int   val;
    }
} tElem;

然后，每个元素的大小是最大联合的大小(typ为4字节，联合为4字节，尽管这些是典型值，但实际大小取决于实现)。

为了创建一个“set”元素，你可以使用:

tElem e;
e.typ = ELEM_SYM_SET;

为了创建一个“variable[b]”元素，你可以使用:

tElem e;
e.typ = ELEM_VARIABLE;
e.str = strdup ("b");   // make sure you free this later

为了创建一个常量[7]元素，你可以使用:

tElem e;
e.typ = ELEM_CONSTANT;
e.val = 7;

你可以很容易地将其扩展为包含浮点数(float flt)或有理数(struct ratnl {int num;Int denom;})和其他类型。

基本前提是str和val在内存中不是连续的，它们实际上是重叠的，所以这是一种在同一块内存上获得不同视图的方法，如图所示，其中结构基于内存位置0x1010，整数和指针都是4字节:

       +-----------+
0x1010 |           |
0x1011 |    typ    |
0x1012 |           |
0x1013 |           |
       +-----+-----+
0x1014 |     |     |
0x1015 | str | val |
0x1016 |     |     |
0x1017 |     |     |
       +-----+-----+

如果只是在一个结构中，它看起来会是这样的:

       +-------+
0x1010 |       |
0x1011 |  typ  |
0x1012 |       |
0x1013 |       |
       +-------+
0x1014 |       |
0x1015 |  str  |
0x1016 |       |
0x1017 |       |
       +-------+
0x1018 |       |
0x1019 |  val  |
0x101A |       |
0x101B |       |
       +-------+

联合在嵌入式编程或需要直接访问硬件/内存的情况下特别有用。这里有一个简单的例子:

typedef union
{
    struct {
        unsigned char byte1;
        unsigned char byte2;
        unsigned char byte3;
        unsigned char byte4;
    } bytes;
    unsigned int dword;
} HW_Register;
HW_Register reg;

然后，您可以按如下方式访问reg:

reg.dword = 0x12345678;
reg.bytes.byte3 = 4;

字节顺序和处理器体系结构当然很重要。

另一个有用的特性是位修饰符:

typedef union
{
    struct {
        unsigned char b1:1;
        unsigned char b2:1;
        unsigned char b3:1;
        unsigned char b4:1;
        unsigned char reserved:4;
    } bits;
    unsigned char byte;
} HW_RegisterB;
HW_RegisterB reg;

使用这段代码，您可以直接访问寄存器/内存地址中的单个位:

x = reg.bits.b2;

COM接口中使用的VARIANT呢?它有两个字段——“type”和一个包含实际值的联合，该值根据“type”字段进行处理。

我在为嵌入式设备编码时使用union。我有一个16位的C整数。当我需要从/存储到EEPROM时，我需要检索高8位和低8位。所以我用了这种方法:

union data {
    int data;
    struct {
        unsigned char higher;
        unsigned char lower;
    } parts;
};

它不需要移动，所以代码更容易阅读。

另一方面，我看到一些旧的c++ stl代码使用联合的stl分配器。如果您感兴趣，可以阅读sgi stl源代码。下面是其中的一段:

union _Obj {
    union _Obj* _M_free_list_link;
    char _M_client_data[1];    /* The client sees this.        */
};

包含不同记录类型的文件。 包含不同请求类型的网络接口。

看一下这个:X.25缓冲区命令处理

许多可能的X.25命令中的一个被接收到缓冲区中，并通过使用所有可能结构的UNION进行适当的处理。

我想说，它可以更容易地重用可能以不同方式使用的内存，即节省内存。例如，你想做一些“变体”结构体，能够保存一个短字符串以及一个数字:

struct variant {
    int type;
    double number;
    char *string;
};

在32位系统中，这将导致每个变体实例至少使用96位或12个字节。

使用联合可以将大小减小到64位或8字节:

struct variant {
    int type;
    union {
        double number;
        char *string;
    } value;
};

如果你想添加更多不同的变量类型，你甚至可以保存更多。这可能是真的，你可以做类似的事情，强制转换一个空指针-但联合使它更容易访问，以及类型安全。这样的节省听起来并不是很大，但是您节省了用于该结构的所有实例的三分之一的内存。

有很多用法。只需执行grep union /usr/include/*或类似目录。大多数情况下，联合被包装在结构中，结构的一个成员告诉联合中的哪个元素可以访问。例如，为现实生活的实现签出man elf。

这是基本原则:

struct _mydata {
    int which_one;
    union _data {
            int a;
            float b;
            char c;
    } foo;
} bar;

switch (bar.which_one)
{
   case INTEGER  :  /* access bar.foo.a;*/ break;
   case FLOATING :  /* access bar.foo.b;*/ break;
   case CHARACTER:  /* access bar.foo.c;*/ break;
}

在学校里，我是这样使用联合的:

typedef union
{
  unsigned char color[4];
  int       new_color;
}       u_color;

我用它来更容易地处理颜色，而不是使用>>和<<操作符，我只需要遍历我的char数组的不同索引。

我在几个库中看到过它作为面向对象继承的替代品。

E.g.

        Connection
     /       |       \
  Network   USB     VirtualConnection

如果你想让Connection“类”是上面的任何一个，你可以这样写:

struct Connection
{
    int type;
    union
    {
        struct Network network;
        struct USB usb;
        struct Virtual virtual;
    }
};

libinfinity示例:http://git.0x539.de/?p=infinote.git;a=blob;f=libinfinity/common/inf-session.c;h=3e887f0d63bd754c6b5ec232948027cbbf4d61fc;hb=HEAD#l74

低级系统编程就是一个合理的例子。

IIRC中，我使用联合将硬件寄存器分解为组件位。因此，您可以访问一个8位寄存器(在我这样做的那天;-)到组件位。

(我忘记了确切的语法，但是……)这种结构将允许控制寄存器作为control_byte或通过单个位来访问。对于给定的字节顺序，确保位映射到正确的寄存器位是很重要的。

typedef union {
    unsigned char control_byte;
    struct {
        unsigned int nibble  : 4;
        unsigned int nmi     : 1;
        unsigned int enabled : 1;
        unsigned int fired   : 1;
        unsigned int control : 1;
    };
} ControlRegister;

一个简单而有用的例子是....

想象一下:

你有一个uint32_t数组[2]，想要访问字节链的第3个和第4个字节。 你可以做*((uint16_t*) &数组[1])。 但遗憾的是，这打破了严格的混叠规则!

但是已知的编译器允许你做以下事情:

union un
{
    uint16_t array16[4];
    uint32_t array32[2];
}

严格来说，这仍然是违反规则的。但是所有已知的标准都支持这种用法。

许多答案都涉及从一种类型转换到另一种类型。我从具有相同类型的联合中得到最多的使用(即在解析串行数据流时)。它们允许解析/构造一个有框架的包变得很简单。

typedef union
{
    UINT8 buffer[PACKET_SIZE]; // Where the packet size is large enough for
                               // the entire set of fields (including the payload)

    struct
    {
        UINT8 size;
        UINT8 cmd;
        UINT8 payload[PAYLOAD_SIZE];
        UINT8 crc;
    } fields;

}PACKET_T;

// This should be called every time a new byte of data is ready 
// and point to the packet's buffer:
// packet_builder(packet.buffer, new_data);

void packet_builder(UINT8* buffer, UINT8 data)
{
    static UINT8 received_bytes = 0;

    // All range checking etc removed for brevity

    buffer[received_bytes] = data;
    received_bytes++;

    // Using the struc only way adds lots of logic that relates "byte 0" to size
    // "byte 1" to cmd, etc...
}

void packet_handler(PACKET_T* packet)
{
    // Process the fields in a readable manner
    if(packet->fields.size > TOO_BIG)
    {
        // handle error...
    }

    if(packet->fields.cmd == CMD_X)
    {
        // do stuff..
    }
}

编辑 关于字节序和结构填充的评论是有效的，而且非常值得关注。我几乎完全在嵌入式软件中使用了这段代码，其中大部分我都可以控制管道的两端。

在C的早期版本中，所有结构声明都共享一组公共字段。考虑到:

struct x {int x_mode; int q; float x_f};
struct y {int y_mode; int q; int y_l};
struct z {int z_mode; char name[20];};

a compiler would essentially produce a table of structures' sizes (and possibly alignments), and a separate table of structures' members' names, types, and offsets. The compiler didn't keep track of which members belonged to which structures, and would allow two structures to have a member with the same name only if the type and offset matched (as with member q of struct x and struct y). If p was a pointer to any structure type, p->q would add the offset of "q" to pointer p and fetch an "int" from the resulting address.

Given the above semantics, it was possible to write a function that could perform some useful operations on multiple kinds of structure interchangeably, provided that all the fields used by the function lined up with useful fields within the structures in question. This was a useful feature, and changing C to validate members used for structure access against the types of the structures in question would have meant losing it in the absence of a means of having a structure that can contain multiple named fields at the same address. Adding "union" types to C helped fill that gap somewhat (though not, IMHO, as well as it should have been).

An essential part of unions' ability to fill that gap was the fact that a pointer to a union member could be converted into a pointer to any union containing that member, and a pointer to any union could be converted to a pointer to any member. While the C89 Standard didn't expressly say that casting a T* directly to a U* was equivalent to casting it to a pointer to any union type containing both T and U, and then casting that to U*, no defined behavior of the latter cast sequence would be affected by the union type used, and the Standard didn't specify any contrary semantics for a direct cast from T to U. Further, in cases where a function received a pointer of unknown origin, the behavior of writing an object via T*, converting the T* to a U*, and then reading the object via U* would be equivalent to writing a union via member of type T and reading as type U, which would be standard-defined in a few cases (e.g. when accessing Common Initial Sequence members) and Implementation-Defined (rather than Undefined) for the rest. While it was rare for programs to exploit the CIS guarantees with actual objects of union type, it was far more common to exploit the fact that pointers to objects of unknown origin had to behave like pointers to union members and have the behavioral guarantees associated therewith.

当你有一个函数，你返回的值可以不同，这取决于函数做了什么，使用联合。

联合用于节省内存，特别是在内存有限的设备上使用，而内存是很重要的。 经验值:

union _Union{
  int a;
  double b;
  char c;
};

For example,let's say we need the above 3 data types(int,double,char) in a system where memory is limited.If we don't use "union",we need to define these 3 data types. In this case sizeof(a) + sizeof(b) + sizeof(c) memory space will be allocated.But if we use onion,only one memory space will be allocated according to the largest data t ype in these 3 data types.Because all variables in union structure will use the same memory space. Hence the memory space allocated accroding to the largest data type will be common space for all variables. For example:

union _Union{
int a;
double b;
char c;
};

int main() {
 union _Union uni;
 uni.a = 44;
 uni.b = 144.5;
 printf("a:%d\n",uni.a);
 printf("b:%lf\n",uni.b);
 return 0;
 }

输出是: 答:0 和b: 144.500000

为什么a是0 ?因为联合结构只有一个内存区域，而所有数据结构都共同使用它。最后一个赋值覆盖了旧值。 再举一个例子:

 union _Union{
    char name[15];
    int id;
};


int main(){
   union _Union uni;
   char choice;
   printf("YOu can enter name or id value.");
   printf("Do you want to enter the name(y or n):");
   scanf("%c",&choice);
   if(choice == 'Y' || choice == 'y'){
     printf("Enter name:");
     scanf("%s",uni.name);
     printf("\nName:%s",uni.name);
   }else{
     printf("Enter Id:");
     scanf("%d",&uni.id);
     printf("\nId:%d",uni.id);
   }
return 0;
}

注意:联合的大小是其最大字段的大小，因为必须保留足够的字节来存储大尺寸字段。