在C语言编程中，结构体（struct）和共用体（union）是两种重要的数据类型，它们各自在特定的编程场景中发挥着重要的作用。虽然两者在定义上有些相似，但在内存分配、使用方式以及应用场景上却有着本质的区别。本文将详细探讨这两种数据类型的差异，并通过示例代码进行说明。
一、结构体（struct）
结构体是一种可以包含多个不同类型成员的数据类型，这些成员可以是基本数据类型，也可以是其他结构体类型。结构体中的每个成员都有自己的内存空间，并且结构体的大小等于其所有成员大小的总和（考虑到内存对齐）。结构体常用于将一组相关的数据组合成一个整体，以便更方便地进行管理和操作。
定义与声明
在C语言中，结构体的定义使用struct关键字，如下所示：
struct Person { char name[50]; int age; float height; };
在这个例子中，Person是一个结构体类型，它包含了三个成员：一个字符数组name用于存储姓名，一个整型age用于存储年龄，以及一个浮点型height用于存储身高。
使用
定义结构体后，我们可以声明该类型的变量，并访问其成员。访问结构体成员的方式是通过结构体变量名后加上点操作符（.）和成员名。例如：
struct Person person1; strcpy(person1.name, "Alice"); person1.age = 25; person1.height = 1.65; printf("Name: %s, Age: %d, Height: %.2f\n", person1.name, person1.age, person1.height);
内存布局
结构体在内存中的布局是连续的，每个成员都占据自己独立的内存空间。因此，结构体的大小等于其所有成员大小的总和（考虑内存对齐）。
二、共用体（union）
共用体是一种特殊的数据类型，它允许在相同的内存位置存储不同的数据类型。与结构体不同，共用体的所有成员共享同一块内存空间，因此其大小等于其最大成员的大小。共用体常用于需要节省内存空间或实现类型安全的转换的场景。
定义与声明
共用体的定义也使用union关键字，如下所示：
union Data { int i; float f; char str[20]; };
在这个例子中，Data是一个共用体类型，它包含了三个成员：一个整型i，一个浮点型f，以及一个字符数组str。由于共用体的特性，这三个成员实际上共享同一块内存空间。
使用
声明共用体变量后，我们可以像访问结构体成员一样访问共用体成员。但需要注意的是，由于共用体成员共享内存空间，因此同时访问多个成员是没有意义的，因为它们的值会相互覆盖。例如：
union Data data1; data1.i = 123; printf("data1.i as int: %d\n", data1.i); data1.f = 3.14; printf("data1.f as float: %f\n", data1.f); strcpy(data1.str, "Hello"); printf("data1.str as string: %s\n", data1.str); // 注意：不要同时访问多个成员，因为它们的值会相互覆盖
内存布局
共用体在内存中的布局是共享的，即所有成员都使用同一块内存空间。因此，共用体的大小等于其最大成员的大小（考虑内存对齐）。
三、结构体与共用体的区别
内存分配：结构体中的每个成员都有自己的内存空间，而共用体的所有成员共享同一块内存空间。
使用方式：结构体可以同时访问多个成员，而共用体不能同时访问多个成员，因为它们的值会相互覆盖。
应用场景：结构体常用于将一组相关的数据组合成一个整体，以便更方便地进行管理和操作；而共用体常用于需要节省内存空间或实现类型安全的转换的场景。
通过本文的介绍和示例代码，我们可以清晰地看到C语言中结构体和共用体在定义、使用以及应用场景上的区别。在实际编程中，我们应根据具体需求选择合适的数据类型，以提高程序的效率和可读性。
