[C언어] union으로 공용체 정의하기

공용체$_{Union}$는 서로 다른 자료형의 값을 동일한 메모리 공간에 저장하는 사용자 정의 자료형이다.

 

구조체$_{struct}$와 선언 방식이 유사하지만, 모든 멤버가 같은 메모리 영역을 공유한다는 점에서 차이가 있다.

 

Union 선언

공용체를 선언하기 위해서는 union 키워드를 사용한다. 선언 방식은 구조체와 유사하다.

union myUnion {
    int i;
    float f;
    char str[20];
};

이 예제에서 Data라는 이름의 공용체를 선언했다. 이 공용체는 정수형 i, 실수형 f, 문자열 str을 멤버로 가진다.

 

특징

공용체 변수의 크기는 멤버 중 가장 큰 자료형의 크기로 정해진다. 위 예제에서는 가장 큰 myUnion의 변수 str 멤버가 20바이트 저장공간을 세 멤버가 함께 이용한다. 즉 최소 크기는 20바이트가 된다.

 

 

Union 멤버에 접근하기

공용체의 멤버에 접근하기 위해서는 점 . 연산자를 사용한다. 공용체 포인터를 통해 멤버에 접근할 때는 화살표→ 연산자를 사용한다.

공용체의 특성상 한 시점에 하나의 멤버만 유효한 값을 가질 수 있다는 점에 주의해야 한다.

#include <stdio.h>
#include <string.h>

union myUnion {
    int i;
    float f;
    char str[20];
};

int main() {
    union myUnion u;
    union myUnion *ptr = &u;

    u.i = 10;
    printf("정수: %d\n", u.i);

    u.f = 3.14;
    printf("실수: %f\n", u.f);
    printf("실수 멤버 변경 후 정수 값: %d\n", u.i); // 유효하지 않은 값

    strcpy(u.str, "Hello");
    printf("문자열: %s\n", u.str);

    ptr->i = 20;
    printf("포인터를 활용한 정수 값 접근: %d\n", ptr->i);

    return 0;
}

위 예제에서는 새로운 멤버에 값을 할당하면 이전 멤버의 값은 더 이상 유효하지 않게 된다. u.f에 값을 할당한 후 u.i를 출력하면 아래와 같이 예측할 수 없는 값이 나온다.

한편 구조체와 같이 문자 배열에 문자열을 할당할 때는 strcpy 함수를 사용하면 된다.

 

 

Union vs. Struct

C 프로그래밍에서 구조체와 공용체는 모두 사용자 정의 데이터 타입이지만, 메모리 할당과 사용 목적에서 중요한 차이가 있다.

 

메모리 할당

• 구조체: 모든 멤버에 대해 개별적으로 메모리를 할당한다.
• 공용체: 가장 큰 멤버의 크기만큼만 메모리를 할당하고, 모든 멤버가 이 공간을 공유한다.

메모리 사용

• 구조체: 모든 멤버가 동시에 유효한 값을 가질 수 있다.
• 공용체: 한 시점에 하나의 멤버만 유효한 값을 가질 수 있다.

크기

• 구조체: 크기는 모든 멤버의 크기의 합과 같거나 그보다 크다 (패딩으로 인해).
• 공용체: 크기는 가장 큰 멤버의 크기와 같거나 그보다 크다 (메모리 정렬 요구사항으로 인해).

사용 목적

• 구조체: 관련된 데이터를 그룹화하여 복합적인 데이터 구조를 만들 때 사용한다.
• 공용체: 같은 메모리 공간을 다른 데이터 타입으로 해석해야 할 때 사용한다.