C++数据类型：联合体（union）

一. 定义与基本概念

1. 定义语法

在C++中，联合体（union）是一种特殊的数据类型，它的定义以union关键字开始，后面跟着联合体的名称和花括号内的成员列表。例如：

union MyUnion {
    int num;
    char ch;
};

这里定义了一个名为MyUnion的联合体，它包含两个成员：一个int类型的num和一个char类型的ch。

2. 存储特性

联合体的所有成员共享同一块内存空间。这意味着联合体的大小等于其最大成员的大小。在上面的例子中，假设int类型占4个字节，char类型占1个字节，那么MyUnion联合体的大小就是4个字节。

二. 成员访问与使用

1. 成员访问

可以使用成员访问运算符（.）来访问联合体的成员。例如：

MyUnion u;
u.num = 10;
std::cout << u.num << std::endl;
u.ch = 'a';
std::cout << u.ch << std::endl;

需要注意的是，由于联合体成员共享内存空间，在使用时要谨慎，确保在某一时刻只有一个成员被正确使用。如果在给一个成员赋值后，又给另一个成员赋值，那么之前成员的值就会被覆盖。

2. 用途

联合体常用于节省内存空间，特别是在某些情况下，程序在不同的时间点需要使用同一块内存存储不同类型的数据。例如，在处理一个数据结构时，根据某个标志位的值，可能需要将同一块内存解释为不同类型的数据。

三. 联合体与结构体的区别

1. 存储方式

结构体的每个成员都有自己独立的存储空间，结构体的总大小是所有成员大小之和（考虑内存对齐）。而联合体所有成员共享同一块存储空间，其大小等于最大成员的大小。

例如，对于结构体：

struct MyStruct {
    int num;
    char ch;
};

MyStruct结构体的大小是int类型大小加上char类型大小（考虑内存对齐），可能大于联合体MyUnion的大小。

2. 成员使用逻辑

在结构体中，可以同时使用多个成员，它们相互独立。而在联合体中，在某一时刻只能使用其中一个成员，因为它们共享内存空间，对一个成员的赋值会影响其他成员的值（如果有其他成员被使用的话）。

四. 匿名联合体（C++11及以上）

1. 定义与特性

在C++11及以上版本中，可以定义匿名联合体。匿名联合体没有名称，并且它的成员可以直接被访问，就好像它们是定义在周围作用域中的普通变量一样。例如：

union {
    int num;
    char ch;
};
num = 10;
std::cout << num << std::endl;
ch = 'a';
std::cout << ch << std::endl;

匿名联合体的主要作用是方便在局部作用域内创建简单的数据共享结构，避免了定义一个有名称的联合体再进行访问的繁琐过程。但是要注意，由于成员直接在作用域内可访问，要避免命名冲突等问题。

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