深入理解C/C++中的共用体union

在C和C++中，共用体（union）是一种特殊的数据结构，它允许你在同一块内存中存储不同的数据类型。通过使用共用体，你可以节省内存，并在不同的数据类型之间切换。与结构体（struct）不同，共用体中的所有成员都占用相同的内存空间，而结构体中的每个成员都有自己独立的内存空间。下面我们将详细探讨共用体的应用和与结构体的区别。
一、共用体的应用

1. 节省内存：由于共用体中的所有成员都共享同一块内存空间，因此你可以在同一块内存中存储不同的数据类型，从而节省内存。这在嵌入式系统、低功耗设备等内存受限的场景中非常有用。
2. 多态性：在C++中，你可以使用共用体实现多态性。通过将父类和子类对象都存储在同一个共用体中，然后使用指针来访问对象，可以实现类似于面向对象编程中的多态性。
3. 数据打包：在某些情况下，你可能需要将不同类型的数据打包在一起，然后在程序的不同部分进行处理。这时，你可以使用共用体将不同类型的数据打包在一起，方便数据的传递和处理。
   二、共用体与结构体的区别
4. 内存分配：结构体中的每个成员都有自己独立的内存空间，而共用体中的所有成员都共享同一块内存空间。因此，在使用结构体和共用体时，需要注意它们在内存分配上的差异。
5. 访问方式：在访问结构体成员时，可以直接使用成员名来访问。而在访问共用体成员时，需要使用特定的方式来访问，因为多个成员共享同一块内存空间。例如，可以使用联合体变量名后跟下划线和一个成员名的方式来访问共用体的成员。
6. 适用场景：结构体适用于存储固定大小的数据块，可以包含不同类型的成员。而共用体适用于需要节省内存的情况，并且只能包含一种类型的成员。
7. 默认值：结构体的所有成员都有默认值，即未初始化的值。而共用体的所有成员都没有默认值，必须在使用之前进行初始化。
8. 存储效率：由于结构体的每个成员都有自己独立的内存空间，因此在存储大量数据时，结构体的存储效率可能较低。而共用体通过共享内存空间的方式，可以提高存储效率，尤其是在处理大量数据时效果更加明显。
   在实际应用中，根据具体需求选择使用结构体还是共用体。如果需要存储固定大小的数据块并且不需要节省内存，可以选择使用结构体；如果需要节省内存并且需要在不同数据类型之间切换，则可以选择使用共用体。