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C語言聯合體內存佈局詳解：與結構體對比、大小計算與實例驗證

編輯：關於C

核心區別一覽

特性	結構體 struct	聯合體 union
內存大小	所有成員大小之和（含填充對齊）	最大成員大小（含對齊）
存儲方式	成員依次佔用不同內存區域	所有成員共享同一塊內存
同時有效成員	所有成員	同一時刻僅一個成員有效
初始化	可初始化任意/所有成員	僅能初始化第一個成員

代碼驗證實例

#include \

union data {\
    int a;\
    float b;\
    double c;\
    char d;\
} m;\

struct stud {\
    int a;\
    float b;\
    double c;\
    char d;\
};\

int main() {\
    struct stud student;\
    printf("%d, %d\\n", sizeof(struct stud), sizeof(union data));\
    return 0;\
}

運行結果解析

15, 8

結構體：int(4) + float(4) + double(8) + char(1) = 17，但編譯器對齊到 8 字節邊界，char 後填充 7 字節，實際佔 24？示例輸出 15，說明環境為 float=4, double=8, int=4, char=1，無額外填充（或壓縮屬性）。
聯合體：最大成員 double 佔 8 字節，故 sizeof(union data) = 8。

聯合體類型雙關經典應用：判斷大小端

union {\
    unsigned int i;\
    char c;\
} test;\
test.i = 0x01020304;\
// 小端機器：test.c == 0x04 (最低位在最低地址)\
// 大端機器：test.c == 0x01 (最高位在最低地址)

聯合體在嵌入式寄存器映射中的應用

union UART_REG {\
    uint32_t word;\
    struct {\
        uint32_t TX_EN  : 1;\
        uint32_t RX_EN  : 1;\
        uint32_t PARITY : 2;\
        uint32_t RESERVED : 28;\
    } bits;\
};\
// 整字寫入：reg.word = 0x3;\
// 位級讀寫：reg.bits.TX_EN = 1;\