C言語/共用体

構造体

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共用体

ポインタ

共用体[編集]

共用体型( union type )は、メンバー・オブジェクトのオーバーラップする空でないセットを記述します^[1]。それぞれのオブジェクトは、オプションで指定された名前と、場合によっては異なるタイプを持っています。

共用体の構文は、構造体と似ていますが^[2]、共用体の全てのメンバーはメモリー上の一箇所に格納されている点が異なります。共用体のサイズは、共用体のもっとも大きなメンバーのサイズになります。

演習: 構造体のメンバーと共用体のメンバーのアドレスについて考えてみましょう。

共用体の定義[編集]

共用体を定義し、共用体タグを使って共用体変数を宣言します。

共用体タグの定義

union タグ名 {
	データー型 メンバー名;
		:
		:
};

共用体の宣言[編集]

共用体変数の宣言

union タグ名 変数名リスト;

共用体タグの定義と共用体の宣言とを同時に行うこともできる。

共用体タグの定義と共用体の宣言とを同時に行う

union タグ名 {
	データー型 メンバー名;
		:
		:
} 変数名リスト;

共用体のメンバーへのアクセス[編集]

形式: postfix-expression . identifier

構文は、構造体のメンバーへのアクセスと同一です^[3]。

共用体の例

#include <math.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

int main(void) {
  for (double *p = (double[]){0.0, 1.0, -1.0, 2.0, NAN, INFINITY, -INFINITY, 999.0}; *p != 999.0; p++) {
    union {
      long l;
      double d;
    } u;
    u.d = *p;

    printf("%6.3f = %#18lx\n", u.d, u.l);
  }
}

実行結果

 0.000 =                  0
 1.000 = 0x3ff0000000000000
-1.000 = 0xbff0000000000000
 2.000 = 0x4000000000000000
   nan = 0x7ff8000000000000
   inf = 0x7ff0000000000000
  -inf = 0xfff0000000000000

long と double をメンバーとする共用体を用意してIEEE 754の64ビット倍精度浮動小数点数のバイナリ表現を表示しました。このコードは sizeof(long) == sizeof(double) == 8 であることを仮定しています。

倍精度浮動小数点数のビットレイアウト

共用体とビットフィールドの例

#include <math.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

int main(void) {
  for (double *p = (double[]){0.0, 1.0, -1.0, 2.0, NAN, INFINITY, -INFINITY, 3.1415926536, 999.0}; *p != 999.0; p++) {
    union {
      long l;
      double d;
      struct {
          long fract : 52,
               exp : 11,
               sign : 1;
      };
    } u;
    u.d = *p;

    printf("%6.3f = %#18lx, sign = %s, exp = %d, fract = %d\n", u.d, u.l, u.sign ? "+" : "-", u.exp, u.fract);
  }
}