Impara Unioni | Comprendere Struct e Memoria

Definizione

Una union è un tipo di dato definito dall'utente in C, simile a una struttura. La principale differenza è che tutti i suoi membri condividono la stessa posizione di memoria. In ogni momento, solo un membro può contenere un valore.

Le union sono utilizzate raramente, ma risultano utili quando si desidera una variabile che possa contenere tipi di dati diversi in momenti diversi risparmiando memoria.

I dati sono situati nella stessa area di memoria per tutti i membri della union. Questo significa che tutti i membri della union condividono lo stesso indirizzo di memoria e la dimensione della union è pari a quella del suo membro più grande.

L'uso principale di una union è l'imposizione di diversi tipi di dati su un'unica area di memoria comune, ovvero la rappresentazione di una stessa area di memoria come tipi di dati differenti.

Poiché in una union i campi occupano la stessa cella di memoria, è possibile elaborare gli stessi dati in modi diversi:

main.c


              12345678910111213141516
            
#include <stdio.h>

// declaring a union 
union Data {
    int a;
    char b;
} data;

int main() {
    data.a = 77; // assigning a value to variable a

    printf("Value of data.a: %d\n", data.a);
    printf("Value of data.b: %c\n", data.b);

    return 0;
}

Nell'esempio, le variabili data.a e data.b condividono la stessa area di memoria. È stato assegnato il valore 77 a a, ma è possibile interpretare gli stessi byte come un carattere in b.

Allineamento nelle union

Come per le strutture, anche le union utilizzano allineamento e padding. Il compilatore può aggiungere byte extra affinché ogni membro inizi al corretto confine di memoria.

main.c


              12345678910111213
            
#include <stdio.h>

union Data {
    int a; // 4 bytes
    double b; // 8 bytes
    char c[20]; // 20 bytes
};

int main() {
    printf("Size of union Data: %zu bytes\n", sizeof(union Data));

    return 0;
}

Una union può memorizzare solo un valore alla volta e la sua dimensione è pari a quella del suo membro più grande. Nell'esempio con int a (4 byte), double b (8 byte) e char c[20], la dimensione minima della union è di 20 byte. Tuttavia, il compilatore può aggiungere byte extra per l'allineamento, in modo che double o int inizino al corretto confine di memoria. Di conseguenza, sizeof(union Data) può essere maggiore di 20, ad esempio 24 byte.

Compito

Swipe to start coding

L'unione Data memorizza ciascun valore come int e consente l'accesso allo stesso valore come char. La funzione deve iterare sull'array e stampare ogni valore sia come intero sia come carattere ASCII corrispondente.

La funzione accetta due parametri: un array di interi (values) e la sua lunghezza (n).

Utilizzare una union Data con due membri: int a e char b.
In un ciclo for, iterare sugli elementi dell'array da 0 a n.
Assegnare l'elemento corrente dell'array al membro int dell'unione (data.a).
Stampare il valore intero data.a e la rappresentazione come carattere data.b.

Example

{65, 66, 67, 68, 69} =>

Value as int: 65, Value as char: A
Value as int: 66, Value as char: B
Value as int: 67, Value as char: C
Value as int: 68, Value as char: D
Value as int: 69, Value as char: E

Soluzione

Tutto è chiaro?

Grazie per i tuoi commenti!

Sezione 3. Capitolo 3

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Can you explain more about how unions save memory compared to structs?

What are some practical examples where using a union is beneficial?

How does alignment and padding affect the size of a union?

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Le union sono utilizzate raramente, ma risultano utili quando si desidera una variabile che possa contenere tipi di dati diversi in momenti diversi risparmiando memoria.

L'uso principale di una union è l'imposizione di diversi tipi di dati su un'unica area di memoria comune, ovvero la rappresentazione di una stessa area di memoria come tipi di dati differenti.

Poiché in una union i campi occupano la stessa cella di memoria, è possibile elaborare gli stessi dati in modi diversi:

main.c


              12345678910111213141516
            
#include <stdio.h>

// declaring a union 
union Data {
    int a;
    char b;
} data;

int main() {
    data.a = 77; // assigning a value to variable a

    printf("Value of data.a: %d\n", data.a);
    printf("Value of data.b: %c\n", data.b);

    return 0;
}

Nell'esempio, le variabili data.a e data.b condividono la stessa area di memoria. È stato assegnato il valore 77 a a, ma è possibile interpretare gli stessi byte come un carattere in b.

Allineamento nelle union

Come per le strutture, anche le union utilizzano allineamento e padding. Il compilatore può aggiungere byte extra affinché ogni membro inizi al corretto confine di memoria.

main.c


              12345678910111213
            
#include <stdio.h>

union Data {
    int a; // 4 bytes
    double b; // 8 bytes
    char c[20]; // 20 bytes
};

int main() {
    printf("Size of union Data: %zu bytes\n", sizeof(union Data));

    return 0;
}

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La funzione accetta due parametri: un array di interi (values) e la sua lunghezza (n).

Utilizzare una union Data con due membri: int a e char b.
In un ciclo for, iterare sugli elementi dell'array da 0 a n.
Assegnare l'elemento corrente dell'array al membro int dell'unione (data.a).
Stampare il valore intero data.a e la rappresentazione come carattere data.b.

Example

{65, 66, 67, 68, 69} =>

Value as int: 65, Value as char: A
Value as int: 66, Value as char: B
Value as int: 67, Value as char: C
Value as int: 68, Value as char: D
Value as int: 69, Value as char: E

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