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;

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。

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。

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.        */
};

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 |       |
       +-------+

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。