深入理解C语言共用体/联合体（union）：大小计算与大小端判断实战
在C语言中，共用体[还有一种称呼是联合体]（union）是一种特殊的数据结构，其所有成员共享同一块内存空间，这一特性使其在内存优化和底层编程中极具实用价值。本文将通过三组实战代码，拆解共用体的内存大小计算与大小端字节序判断两大核心应用，帮你彻底搞懂共用体的底层逻辑。
一、共用体的内存大小计算：为什么不是成员大小之和？
首先看第一组代码，核心是探究共用体的 sizeof 结果：
union Un
{
char a[5]; // 字符数组，占5字节
int b; // 整型，占4字节
};
int main()
{
union Un un = { 0 };
printf("%d\n", sizeof(un)); // 输出结果是多少？
return 0;
}
关键结论：
共用体的内存大小遵循两个规则：
1. 最大成员对齐规则：大小为“最大成员大小”的整数倍（满足内存对齐要求）；
2. 共享内存规则：所有成员共用一块内存，大小不会累加。
这里最大成员是 char a[5] （5字节），但内存对齐要求需是 int （4字节）的整数倍，因此最小满足条件的是8字节，最终 sizeof(un) 输出8。
二、大小端字节序：计算机存储数据的“顺序密码”
在讲解第二、三组代码前，先明确大小端的核心概念：
- 大端字节序：数据的高位字节存低地址，低位字节存高地址（如 0x11223344 ， 0x11 存低地址）；
- 小端字节序：数据的低位字节存低地址，高位字节存高地址（如 0x11223344 ， 0x44 存低地址）。
日常使用的x86架构CPU多为小端，而嵌入式、网络传输中常涉及大端，因此需要通过代码判断当前环境的字节序。
三、两种大小端判断方案：数组法vs共用体法
方案1：整型+字符指针（数组思想）
int reck() // 1为大端，0为小端
{
int a = 0x11223344; // 4字节整型，二进制高位到低位：11 22 33 44
char* p = (char*)&a; // char*仅访问1字节，指向a的低地址
if (*p == 0x11) // 若低地址存高位0x11 → 大端
return 1;
else // 若低地址存低位0x44 → 小端
return 0;
}
int main()
{
printf("当前是%s端\n", reck() ? "大" : "小");
return 0;
}
方案2：共用体法（利用共享内存特性）
union Un
{
char b; // 1字节，共享int的低地址
int a; // 4字节，覆盖整个共用体内存
};
int reck() // 1为大端，0为小端
{
union Un un;
un.a = 0x11223344; // 给int赋值，覆盖共用体内存
char* p = &un.b; // 指向共用体低地址（即char b的地址）
return (*p == 0x11) ? 1 : 0; // 判断低地址存储的字节
}
int main()
{
printf("当前是%s端\n", reck() ? "大" : "小");
return 0;
}
两种方案对比：
- 数组法：逻辑直接，无需借助共用体，适合入门理解；
- 共用体法：更贴合底层内存设计，利用“成员共享内存”特性，代码更简洁，是工业级常用方案。
注意：代码易错点修正
原代码中 if (*p = 0x11) 是赋值操作（ = ），而非判断（ == ），会导致结果始终为1，实际开发中需务必修正为判断运算符 == ！
四、核心总结
1. 共用体大小 = 最大成员大小的整数倍（内存对齐）；
2. 大小端判断的核心：通过“访问低地址1字节数据”，判断其是原数据的高位还是低位；
3. 共用体是底层编程的“利器”，除了大小端判断，还可用于内存复用、硬件寄存器操作等场景。