NOTE
C언어의 Union 구조와 특징, Struct와의 메모리 차이, Typedef를 이용한 별칭 부여, 그리고 실무 활용 사례 정리. (Struct/Typedef 기본 문법은 (CS) 자료형 참고, 본 문서는 Union 중심 + 3개 개념의 구조적 비교에 집중)
📌 개념
Union 이란?
- 여러 개의 멤버 변수가 동일한 메모리 공간을 공유하는 자료형
- Struct와 선언 문법은 동일하지만, 멤버들이 각자의 메모리를 갖는 Struct와 달리 Union은 가장 큰 멤버의 크기만큼만 메모리를 할당하고 모든 멤버가 그 공간을 겹쳐서 사용함
- 따라서 한 시점에는 오직 하나의 멤버만 유효한 값을 가짐 (다른 멤버에 값을 쓰면 이전 멤버 값은 덮어써짐)
union Data {
int i;
float f;
char str[20];
};
int main() {
union Data data;
data.i = 10;
printf("%d\n", data.i); // 10
data.f = 220.5;
printf("%f\n", data.f); // 220.500000
printf("%d\n", data.i); // 쓰레기값 (data.i는 이미 덮어써짐)
return 0;
}Struct vs Union 메모리 비교
| 구분 | Struct | Union |
|---|---|---|
| 메모리 할당 | 멤버별로 각각 할당 (합산) | 가장 큰 멤버 크기만큼만 할당 (공유) |
sizeof | 모든 멤버 크기의 합 (+ 패딩) | 가장 큰 멤버의 크기 (+ 패딩) |
| 동시 유효 값 | 모든 멤버 동시 사용 가능 | 한 번에 하나의 멤버만 유효 |
| 용도 | 서로 다른 데이터를 묶어서 관리 | 메모리 절약, 타입 재해석(Type Punning) |
struct S { int i; float f; char str[20]; };
union U { int i; float f; char str[20]; };
printf("%lu\n", sizeof(struct S)); // 4 + 4 + 20 = 28 (+ 패딩)
printf("%lu\n", sizeof(union U)); // 20 (가장 큰 멤버 str[20] 기준)Typedef로 Union 별칭 만들기
Struct와 동일하게 typedef를 붙여 union 키워드 없이 사용할 수 있음.
// 1. 기본 union 선언
union Data {
int i;
float f;
};
// 사용: union Data d;
// 2. typedef 사용
typedef union Data {
int i;
float f;
} Data_t;
// 사용: Data_t d; (union 키워드 생략 가능)Union 활용 사례
- 메모리 절약: 동시에 사용되지 않는 여러 타입 중 하나만 저장하면 되는 경우 (예: 상태값에 따라 int/float 중 하나만 쓰는 상황)
- 타입 펀닝 (Type Punning): 동일한 메모리를 다른 타입으로 해석 (예:
float의 비트 패턴을int로 읽어 IEEE754 구조 분석)
union FloatBits {
float f;
unsigned int u;
};
union FloatBits fb;
fb.f = 3.14f;
printf("%u\n", fb.u); // 3.14f의 비트 패턴을 정수로 해석- 통신 프로토콜 / 패킷 파싱: 동일한 바이트 배열을 헤더 구조체(Struct)와 raw byte 배열(Union 멤버) 양쪽으로 접근할 때 사용
- Tagged Union (태그 붙은 유니온): Union 만으로는 현재 어떤 멤버가 유효한지 알 수 없으므로, 별도의
enum타입 필드를 Struct로 함께 묶어 “지금 어떤 멤버가 유효한지”를 표시
typedef enum { TYPE_INT, TYPE_FLOAT } DataType;
typedef struct {
DataType type; // 태그: 현재 유효한 멤버가 무엇인지 표시
union {
int i;
float f;
} value;
} TaggedData;
TaggedData d;
d.type = TYPE_FLOAT;
d.value.f = 3.14f;
if (d.type == TYPE_FLOAT) {
printf("%f\n", d.value.f);
}NOTE
주의사항
- Union의 멤버 중 마지막으로 쓴 것 외의 값을 읽으면 정의되지 않은 동작(undefined behavior) 이 될 수 있음 (컴파일러/플랫폼에 따라 다르게 동작)
- 멤버 간 크기 차이가 크면 작은 멤버 쪽에 패딩이 생길 수 있어
sizeof값이 예상과 다를 수 있음- 멀티바이트 타입(
int,float등)을 바이트 단위(char[])로 재해석할 때는 시스템의 엔디안(Endian)에 따라 결과가 달라짐