union允许在相同内存存储不同数据类型,但任一时刻仅一个成员有效;其大小由最大成员决定,用于节省内存。

在C++中,union(联合体)是一种特殊的数据类型,允许你在同一块内存位置存储不同的数据类型。但同一时间只能有一个成员有效。它的主要用途是节省内存,特别是在需要处理多种数据类型但不会同时使用的情况下。
1. union的基本语法和定义
定义一个union的方式与结构体(struct)类似:
union Data {
int i;
float f;
char str[20];
};
这个union的大小由最大的成员决定(这里是str,20字节)。所有成员共享同一段内存地址。
使用时声明一个union变量:
立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;
Data data;
2. 访问union成员
你可以像访问结构体成员一样使用点操作符(.)来访问union中的成员:
data.i = 10; cout << "data.i: " << data.i << endl; data.f = 220.5; cout << "data.f: " << data.f << endl;
注意:当你给一个成员赋值后,之前赋值的其他成员的数据会失效或变成不可预测的值,因为它们共用内存。比如上面代码中,赋值f之后再读取i,结果是无意义的。
3. union的实际应用场景
union常用于以下情况:
- 节省内存空间:当多个变量不会同时使用时,用union可以减少内存占用。
- 类型双关(type punning):例如将int按位解释为float,用于底层数据转换(需小心使用)。
- 硬件寄存器映射:嵌入式开发中,一个寄存器可能代表不同含义,union可方便访问。
示例:通过union查看int的二进制表示:
union IntFloat {
int i;
float f;
};
IntFloat u;
u.i = 0x44444444;
cout << "As float: " << u.f << endl; // 按float解释同样的比特
4. C++11以后的扩展:带构造函数的union
从C++11开始,union可以包含有构造函数的类类型,但需要手动管理生命周期:
union Value {
int x;
std::string s;
// 必须显式定义构造和析构
Value() { }
~Value() { }
};
这种情况下必须小心调用正确的构造和析构函数,否则容易引发未定义行为。通常建议配合标签枚举使用,构成“标签联合”(tagged union),类似std::variant(C++17引入)。
现代C++更推荐使用std::variant替代复杂union,因为它更安全、类型安全且自动管理资源。
基本上就这些。union本质是内存复用工具,使用时要清楚当前哪个成员处于活动状态,避免误读无效数据。











