[C言語のはじめ方] Part19: 共用体（union）とメモリの共有

// データ型が異なるメンバーを持つ共用体の定義例
union Data { int i; float f; char str[20]; // このメンバーが最も大きいサイズを持つ可能性が高い
};
// 共用体変数の宣言
union Data data_variable;

#include <stdio.h>
#include <string.h> // strcpy関数を使うために必要
union Data { int i; float f; char str[20];
};
int main() { union Data data; // 共用体変数の宣言 // int型のメンバーに値を代入して表示 data.i = 10; printf("data.i : %d\n", data.i); // float型のメンバーに値を代入して表示 data.f = 220.5f; printf("data.f : %f\n", data.f); // char配列のメンバーに文字列をコピーして表示 strcpy(data.str, "C Programming"); printf("data.str : %s\n", data.str); // 注意：この時点で data.i や data.f の値は保証されない！ // 最後に代入された data.str のメモリ表現が、 // int型やfloat型として解釈されるだけ。 printf("After setting str, data.i : %d\n", data.i); printf("After setting str, data.f : %f\n", data.f); return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <string.h>
union Data { int i; // 通常 4 バイト float f; // 通常 4 バイト char str[20]; // 20 バイト
};
int main() { union Data data; // 共用体全体のサイズと各メンバーのサイズを表示 printf("Size of union Data: %zu bytes\n", sizeof(union Data)); printf("Size of data.i: %zu bytes\n", sizeof(data.i)); printf("Size of data.f: %zu bytes\n", sizeof(data.f)); printf("Size of data.str: %zu bytes\n", sizeof(data.str)); printf("\n--- Memory Sharing Demonstration ---\n"); // 整数を代入 data.i = 97; // ASCIIコードで 'a' printf("Assigned data.i = %d\n", data.i); // 同じメモリ領域を文字列として見てみる（最初の1バイト） // data.i のメモリ表現の最初のバイトが 'a' (97) になるため printf("As string (first char): %c\n", data.str[0]); // floatとして見ると、意味不明な値になる可能性が高い printf("As float: %f\n", data.f); printf("\n"); // 文字列を代入 strcpy(data.str, "Hi"); // 'H', 'i', '\0' がメモリに書き込まれる printf("Assigned data.str = \"%s\"\n", data.str); // 同じメモリ領域を整数として見てみる // "Hi" のメモリ表現 ('H', 'i', '\0', ...) を整数として解釈する printf("As integer: %d\n", data.i); // floatとして見ると、やはり意味不明な値になる可能性が高い printf("As float: %f\n", data.f); return 0;
}

#include <stdio.h>
// 構造体の定義
struct MyStruct { int i; // 4 bytes (assuming) char c; // 1 byte (assuming) double d; // 8 bytes (assuming)
};
// 共用体の定義
union MyUnion { int i; // 4 bytes (assuming) char c; // 1 byte (assuming) double d; // 8 bytes (assuming)
};
int main() { printf("Size of struct MyStruct: %zu bytes\n", sizeof(struct MyStruct)); // 期待されるサイズ: 4 + 1 + 8 = 13 ではなく、 // アライメントにより 16 や 24 になる可能性が高い printf("Size of union MyUnion: %zu bytes\n", sizeof(union MyUnion)); // 期待されるサイズ: 最大メンバーである double の 8 バイト // (アライメントにより変わる可能性は低いことが多い) return 0;
}

// 例：センサーからの値。整数で来るか、小数で来るか決まっているが、同時ではない。
union SensorValue { int int_val; float float_val;
};
int main() { union SensorValue sensor_data; int sensor_type = 0; // 0: int, 1: float (例) // ... センサーの種類を判別する処理 ... sensor_type = 1; // 仮にfloat型センサーとする if (sensor_type == 0) { // 整数値を取得して代入 sensor_data.int_val = 123; printf("Sensor value (int): %d\n", sensor_data.int_val); } else { // 小数値を取得して代入 sensor_data.float_val = 45.67f; printf("Sensor value (float): %f\n", sensor_data.float_val); } // この共用体は int(4バイト) と float(4バイト) のうち大きい方、 // つまり 4 バイトで済む (アライメントによる変化がなければ)。 // 構造体なら 4 + 4 = 8 バイト (以上) 必要。 return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <string.h>
// 共用体で扱うデータの種類を示す列挙型
typedef enum { TYPE_INT, TYPE_FLOAT, TYPE_STRING } DataType;
// 共用体本体
union Value { int i; float f; char s[50]; // 文字列用
};
// タグ付き共用体 (構造体でラップ)
typedef struct { DataType type; // 現在有効な型を示すタグ union Value value; // 値を保持する共用体
} TaggedValue;
// 値を設定し、表示する関数
void printValue(const TaggedValue* tv) { switch (tv->type) { case TYPE_INT: printf("Type: Integer, Value: %d\n", tv->value.i); break; case TYPE_FLOAT: printf("Type: Float, Value: %f\n", tv->value.f); break; case TYPE_STRING: printf("Type: String, Value: \"%s\"\n", tv->value.s); break; default: printf("Type: Unknown\n"); }
}
int main() { TaggedValue val1, val2, val3; // 整数値を設定 val1.type = TYPE_INT; val1.value.i = 100; printValue(&val1); // 浮動小数点数を設定 val2.type = TYPE_FLOAT; val2.value.f = 3.14f; printValue(&val2); // 文字列を設定 val3.type = TYPE_STRING; strcpy(val3.value.s, "Hello Union!"); printValue(&val3); return 0;
}