C语言中的结构体与公用体：定义、使用与比较

在C语言中，结构体（struct）和公用体（union）是两种复合数据类型，它们允许你将不同类型的数据组合成一个单独的数据类型。然而，它们在内存使用和成员访问方面有所不同。

结构体（struct）

结构体是一种复合数据类型，它允许你组合不同类型的数据项（称为成员）到一个单一的数据类型中。

定义结构体

struct Student {  
    char name[50];  
    int age;  
    float score;  
};

这里定义了一个名为Student的结构体，它有三个成员：name、age和score。

使用结构体

你可以创建结构体的变量，并访问其成员。

struct Student s1;  
s1.name = "Alice";  
s1.age = 20;  
s1.score = 90.5;

结构体的大小

结构体的大小是其所有成员大小的总和，并考虑内存对齐。

公用体（union）

公用体也是一种复合数据类型，但它与结构体不同。在公用体中，所有的成员都占用同一块内存区域，且该内存区域的大小足够存储其最大的成员。

定义公用体

union Data {  
    int i;  
    float f;  
    char str[20];  
};

这里定义了一个名为Data的公用体，它有三个成员：i、f和str。

使用公用体

你可以创建公用体的变量，并访问其成员。但请注意，由于所有成员都占用同一块内存，因此一次只能存储一个成员的值。

union Data d;  
d.i = 10; // 现在d的内存区域存储的是整数10  
d.f = 20.5; // 现在d的内存区域存储的是浮点数20.5，之前的整数10被覆盖

公用体的大小

公用体的大小是其最大成员的大小，因为它只分配足够的内存来存储其最大的成员。

结构体与公用体的比较

• 内存使用：结构体使用其所有成员所需的总内存，而公用体只使用足够存储其最大成员的内存。
• 成员访问：在结构体中，你可以同时存储和访问所有成员的值。但在公用体中，一次只能存储和访问一个成员的值，因为所有成员都共享同一块内存。
• 用途：结构体通常用于将逻辑上相关的数据组合在一起，而公用体通常用于节省内存，或在特定情况下需要在同一内存位置存储不同类型的数据。