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# 第一章：共用体
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## 1.1 概述
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* 有的时候，需要一种数据结构，在不同的场合表示不同的数据类型，如：需要一种数据结构表示学生的成绩，有的时候是`整数`，如：80、90 等；有的时候是`字符`，如：'A'、'B' 等；有的时候是`浮点数`，如：80.5、60.5 等。
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* C 语言提供了`共用体`（union，联合）结构类型，用来自定义可以灵活变更的数据类型。它内部可以包含各种属性，但是同一时间只能有一个属性，因为所有的属性都保存在同一个内存地址，后面写入的属性将会覆盖前面的属性。
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> [!NOTE]
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> * ① 之所以，C 语言会提供共用体，就是因为其可以节省内存。
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> * ② 在实际开发中，共用体并不会使用很频繁；反而，结构体的使用更加频繁！！！
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> * ③ 结构体占用的内存大于等于所有成员占用的内存的总和（成员之间可能会存在缝隙），共用体占用的内存等于最长的成员占用的内存。共用体使用了内存覆盖技术，同一时刻只能保存一个成员的值，如果对新的成员赋值，就会把原来成员的值覆盖掉。
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## 1.2 声明共用体
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* 语法：
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```c
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union 共用体名 {
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数据类型1 成员名1; // 分号结尾
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数据类型2 成员名2;
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……
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数据类型n 成员名n;
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}
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```
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* 示例：
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``` c {4-8}
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#include <stdio.h>
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// 声明公用体
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union Data {
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int s; // 整数，如：80、90
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char g; // 字符，如：'A'、'B'
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double f; // 浮点数，如：80.5、90.5
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};
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int main() {
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// 禁用 stdout 缓冲区
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setbuf(stdout, nullptr);
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return 0;
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}
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```
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## 1.3 定义公用体变量
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### 1.3.1 概述
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* 定义了新的数据类型（公用体类型）以后，就可以定义该类型的变量，这与定义其他类型变量的写法是一样的。
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### 1.3.2 方式一
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* 语法：
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```c
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union 共用体类型名称 共用体变量名;
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```
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> [!NOTE]
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>
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> - ① 需要先定义共用体，然后再定义共用体变量。
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> - ② `union` 关键字不能省略；否则， C 语言编译器将会报错。
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> [!CAUTION]
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>
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||
> 在 C 语言中，共用体（union）和共用体变量是两个不同的概念，如下所示：
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>
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||
> - ① 共用体是一种自定义的数据类型，像一种模板，定义了数据的格式，不占用内存空间。
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||
> - ② 共用体变量是根据共用体类型创建的变量，代表了一个具体的对象，用于存储数据，需要内存空间来存储。
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* 示例：
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```c {16}
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#include <stdio.h>
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// 声明公用体
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union Data {
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int s; // 整数，如：80、90
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||
char g; // 字符，如：'A'、'B'
|
||
double f; // 浮点数，如：80.5、90.5
|
||
};
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int main() {
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// 禁用 stdout 缓冲区
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setbuf(stdout, nullptr);
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// 定义共用体变量
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union Data data ;
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return 0;
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}
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```
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### 1.3.3 方式二
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* 语法：
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```c
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union 共用体名 {
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数据类型1 成员名1; // 分号结尾
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数据类型2 成员名2;
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||
……
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||
数据类型n 成员名n;
|
||
} 共用体变量1，共用体变量2,...;
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```
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> [!NOTE]
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>
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||
> 在声明共用体的同时定义共用体变量。
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* 示例：
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```c {8}
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#include <stdio.h>
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// 声明公用体
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union Data {
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int s; // 整数，如：80、90
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||
char g; // 字符，如：'A'、'B'
|
||
double f; // 浮点数，如：80.5、90.5
|
||
} data1,data2; // 定义共用体变量
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int main() {
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||
// 禁用 stdout 缓冲区
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setbuf(stdout, nullptr);
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return 0;
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||
}
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```
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### 1.3.4 方式三
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* 语法：
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```c
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union {
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||
数据类型1 成员名1; // 分号结尾
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||
数据类型2 成员名2;
|
||
……
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||
数据类型n 成员名n;
|
||
} 共用体变量1，共用体变量2,...;
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```
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> [!NOTE]
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>
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||
> - ① 在声明共用体的同时定义共用体变量，但是不给共用体名，这种方式的结构体也称为`匿名共用体`。
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||
> - ② 和`方式二`相比，后面的代码将无法通过该共用体来定义变量，因为没有共用体名称，除非使用 `typedef` 关键字。
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* 示例：
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```c {4,8}
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#include <stdio.h>
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// 声明公用体
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||
union {
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||
int s; // 整数，如：80、90
|
||
char g; // 字符，如：'A'、'B'
|
||
double f; // 浮点数，如：80.5、90.5
|
||
} data1, data2; // 定义共用体变量
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int main() {
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||
// 禁用 stdout 缓冲区
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||
setbuf(stdout, nullptr);
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return 0;
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||
}
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```
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## 1.4 共用体变量中成员的获取和赋值
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### 1.4.1 概述
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* 成员是共用体的一个组成部分，一般是基本数据类型、也可以是数组、指针、结构体等。共用体的成员也可以称为属性。
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* 共用体使用点号 `.` 获取单个成员，可以进行赋值和取值。
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### 1.4.2 共用体成员赋值
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* 语法：
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```c
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共用体变量名.成员名 = 值; // 值可以是常量或变量
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```
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> [!CAUTION]
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>
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||
> * ① 共用体使用了内存覆盖技术，同一时刻只能保存一个成员的值，如果对新的成员赋值，就会把原来成员的值覆盖掉。
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||
> * ② 给共用体变量中的成员赋值的时候，尽量每次只给一个成员赋值，防止产生数据覆盖现象！！！
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||
* 示例：
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```c {19}
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#include <stdio.h>
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// 声明公用体
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union Data {
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||
int s; // 整数，如：80、90
|
||
char g; // 字符，如：'A'、'B'
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||
double f; // 浮点数，如：80.5、90.5
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||
};
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int main() {
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// 禁用 stdout 缓冲区
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setbuf(stdout, nullptr);
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||
// 定义共用体变量
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union Data data;
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// 赋值
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data.s = 80;
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printf("data.s = %d\n", data.s); // data.s = 80
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// 给其它成员赋值，会产生数据覆盖现象
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data.g = 'A';
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||
printf("data.s = %d\n", data.s); // data.s = 65
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return 0;
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||
}
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```
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### 1.4.3 使用大括号给共用体中的某个成员赋值
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* 示例：
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```c
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union 共用体类型 共用体变量 = {.}; // 只给首成员赋值
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```
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```c
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union 共用体类型 共用体变量 = {.xxx = xxx}; // 给任一成员赋值
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```
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* 示例：
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```c {16}
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#include <stdio.h>
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// 声明公用体
|
||
union Data {
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||
int s; // 整数，如：80、90
|
||
char g; // 字符，如：'A'、'B'
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||
double f; // 浮点数，如：80.5、90.5
|
||
};
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||
int main() {
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||
// 禁用 stdout 缓冲区
|
||
setbuf(stdout, nullptr);
|
||
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||
// 定义共用体变量并进行初始化
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union Data data = {80};
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||
printf("data.s = %d\n", data.s); // data.s = 80
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||
return 0;
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||
}
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||
```
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||
* 示例：
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```c
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||
#include <stdio.h>
|
||
|
||
// 声明公用体
|
||
union Data {
|
||
int s; // 整数，如：80、90
|
||
char g; // 字符，如：'A'、'B'
|
||
double f; // 浮点数，如：80.5、90.5
|
||
};
|
||
|
||
int main() {
|
||
|
||
// 禁用 stdout 缓冲区
|
||
setbuf(stdout, nullptr);
|
||
|
||
// 定义共用体变量并进行初始化
|
||
union Data data = {.g = 'A'};
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||
|
||
printf("data.g = %c\n", data.g); // data.g = A
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||
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||
return 0;
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||
}
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```
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## 1.5 错误方式
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* 不要向给结构体变量中成员一样，给超过 2 个以上的成员赋值，因为其底层的内存结构是不一样的。
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> [!NOTE]
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>
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||
> * ① 结构体占用的内存大于等于所有成员占用的内存的总和（成员之间可能会存在缝隙），共用体占用的内存等于最长的成员占用的内存。
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||
> * ② 共用体使用了内存覆盖技术，同一时刻只能保存一个成员的值，如果对新的成员赋值，就会把原来成员的值覆盖掉。
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||
* 示例：错误演示
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```c
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||
#include <stdio.h>
|
||
|
||
// 声明公用体
|
||
union Data {
|
||
int s; // 整数，如：80、90
|
||
char g; // 字符，如：'A'、'B'
|
||
double f; // 浮点数，如：80.5、90.5
|
||
};
|
||
|
||
int main() {
|
||
|
||
// 禁用 stdout 缓冲区
|
||
setbuf(stdout, nullptr);
|
||
|
||
// 定义共用体变量并进行初始化
|
||
// 错误方式，因为给超过 2 个以上的成员赋值
|
||
union Data data = {.s = 80, .g = 'A', .f = 80.5}; // [!code error]
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||
return 0;
|
||
}
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||
```
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## 1.6 应用示例
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* 需求：现有一张关于学生信息和教师信息的表格。
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> [!NOTE]
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>
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> 表格信息，如下所示：
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>
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> | 姓名 | 编号 | 性别 | 职业 | 分数/ 课程 |
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> | ---- | ---- | ----- | ---- | ---------- |
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> | 张三 | 1001 | 男(m) | 学生 | 89.5 |
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||
> | 李四 | 1101 | 男(m | 老师 | math |
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||
> | 王五 | 1002 | 女(f) | 学生 | English |
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> | 赵六 | 1102 | 男(m) | 来世 | 95.0 |
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* 示例：
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```c
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#include <stdio.h>
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struct Person {
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char name[20];
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int id;
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char gender; // 性别 m->男 f->女
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char profession; // 职业 s->学生 t->老师
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union {
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float score;
|
||
char course[20];
|
||
} sc; // sc 是一个共用体变量
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||
};
|
||
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||
#define TOTAL 5
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int main() {
|
||
|
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// 禁用 stdout 缓冲区
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||
setbuf(stdout, nullptr);
|
||
|
||
// 定义共用体变量并进行初始化
|
||
struct Person persons[TOTAL];
|
||
|
||
printf("----------请输入学生和老师的信息-----------\n\n");
|
||
// 输入人员信息
|
||
for (int i = 0; i < TOTAL; i++) {
|
||
printf("请输入姓名：");
|
||
scanf("%s", persons[i].name);
|
||
printf("请输入编号：");
|
||
scanf("%d", &(persons[i].id));
|
||
printf("请输入性别：");
|
||
scanf(" %c", &(persons[i].gender));
|
||
printf("请输入职业：");
|
||
scanf(" %c", &(persons[i].profession));
|
||
if (persons[i].profession == 's') { // 如果是学生
|
||
printf("请输入学生成绩：");
|
||
scanf("%f", &persons[i].sc.score);
|
||
} else { // 如果是老师
|
||
printf("请输入老师课程：");
|
||
scanf("%s", persons[i].sc.course);
|
||
}
|
||
printf("\n");
|
||
}
|
||
|
||
printf("----------学生和老师的信息，如下所示：-----------\n\n");
|
||
|
||
// 输出人员信息
|
||
for (int i = 0; i < TOTAL; i++) {
|
||
printf("姓名：%s ", persons[i].name);
|
||
printf("编号：%d ", persons[i].id);
|
||
printf("性别：%c ", persons[i].gender);
|
||
printf("职业：%c ", persons[i].profession);
|
||
if (persons[i].profession == 's') { // 如果是学生
|
||
printf("成绩：%f ", persons[i].sc.score);
|
||
} else { // 如果是老师
|
||
printf("课程：%s ", persons[i].sc.course);
|
||
}
|
||
|
||
printf("\n");
|
||
}
|
||
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
|
||
|
||
# 第二章：typedef（⭐） |