C言語におけるユニオンとポインタの使い方を徹底解説

ユニオン(共用体)とは、異なるデータ型を持つ複数の変数が、同一のメモリ領域を共有するための仕組みです。構造体が各メンバーごとに独立したメモリを割り当てるのに対し、ユニオンではすべてのメンバーが同じアドレスを参照するという点が大きな特徴です。

ユニオンの構文

ユニオンを定義するときの基本的な書式は次の通りです。

union タグ名{
    データ型 メンバー1;
    データ型 メンバー2;
    ----
    ----
    データ型 メンバーn;
};

実際の記述例を見てみましょう。

union sample{
    int a;
    float b;
    char c;
};

ユニオン変数の宣言

ユニオン変数を宣言する方法は、主に以下の3通りがあります。

方法1:定義と同時に変数を宣言する

union sample{
    int a;
    float b;
    char c;
}s;

方法2:タグ名のない無名ユニオンとして宣言する

union {
    int a;
    float b;
    char c;
}s;

方法3:定義後に別途変数を宣言する

union sample{
    int a;
    float b;
    char c;
};
union sample s;

ユニオンが宣言されると、コンパイラは自動的に、そのユニオン内で最もサイズの大きいデータ型を格納できるだけのメモリを確保します。また、任意の時点で参照できるのは必ず1つのメンバーだけである点に注意してください。

初期化とメンバーへのアクセス

• ユニオンのメンバーへのアクセス方法は、構造体の場合とまったく同じです。
• 通常はドット演算子(.)を使用してメンバーにアクセスします。
• ポインタ経由でメンバーにアクセスする場合は、アロー演算子(->)を使用します。
• ユニオンで使用できるデータ型に特別な制限はありません。

サンプルプログラム

続いて、ポインタを使ってユニオンにアクセスするC言語プログラムの例を紹介します。

#include<stdio.h>
union abc{
    int a;
    char b;
};
int main(){
    union abc var;
    var.a=90;
    union abc *p=&var;
    printf("%d%c",p->a,p->b);
}

実行結果

上記のプログラムをコンパイルして実行すると、次のような出力が得られます。

90Z

解説：このプログラムでは、まず var.a に整数値90を代入しています。その後、ポインタ p を使って p->a と p->b の両方を出力しています。ユニオンのメンバーは同じメモリ領域を共有しているため、整数の90はASCIIコードで文字「Z」に相当し、%d では「90」、%c では「Z」と表示されるのです。これは、ユニオンがメモリを共有する仕組みを示す好例と言えるでしょう。