الاتحادات وكفاءة الذاكرة

الاتحاد هو نوع بيانات خاص يسمح بتخزين أنواع بيانات مختلفة في الموقع نفسه من الذاكرة.

في هذا الدرس، ستتعلم:

• كيفية تعريف الاتحادات واستخدامها.
• الفرق بين البنى والاتحادات.
• كيفية تحسين استخدام الذاكرة باستخدام الاتحادات.

ما المقصود بالاتحاد؟

يشبه الاتحاد البنية، لكن جميع أعضائه يتشاركون مساحة الذاكرة نفسها.

مثال:

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

هنا، يتشارك كل من i وf وstr موقع الذاكرة نفسه.

تعريف اتحاد واستخدامه

يتم تعريف الاتحادات واستخدامها مثل البنى:

union Data d1;

إسناد القيم:

d1.i = 10;

يمكن لعضو واحد فقط تخزين قيمة في كل مرة.

مثال: استخدام اتحاد

يوضح هذا البرنامج كيفية تخزين الاتحاد للقيم في موقع ذاكرة مشترك.

#include <stdio.h>

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

int main() {
    union Data d1;
    d1.i = 10;
    printf("Integer: %d\n", d1.i);
    d1.f = 20.5;
    printf("Float: %f\n", d1.f);
    return 0;
}

تخصيص الذاكرة في الاتحادات

على عكس البنى، يحدَّد حجم الاتحاد بواسطة أكبر أعضائه.

مثال:

union Data { int i; // 4 bytes float f; // 4 bytes char str[20]; // 20 bytes };

حجم هذا الاتحاد هو 20 بايتًا، وليس 28.

الفرق بين Struct وUnion

البنية:

• لكل عضو موقع ذاكرة منفصل.
• الحجم هو مجموع أحجام جميع الأعضاء.

الاتحاد:

• يتشارك جميع الأعضاء موقع الذاكرة نفسه.
• يحدَّد الحجم بواسطة أكبر عضو.

مثال: مقارنة Struct وUnion

يوضح هذا البرنامج حجم الذاكرة لبنية واتحاد.

#include <stdio.h>

struct StructExample {
    int i;
    float f;
    char str[20];
};

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

int main() {
    printf("Size of struct: %lu bytes\n", sizeof(struct StructExample));
    printf("Size of union: %lu bytes\n", sizeof(union UnionExample));
    return 0;
}

متى تستخدم الاتحادات؟

تكون الاتحادات مفيدة عندما:

• تكون كفاءة الذاكرة أولوية.
• يحتاج متغير إلى تخزين أنواع مختلفة في أوقات مختلفة.
• تتعامل مع سجلات العتاد.

الملخص

في هذا الدرس، تعلمت:

• كيفية عمل الاتحادات وكيفية توفيرها للذاكرة.
• الفرق بين البنى والاتحادات.
• كيفية استخدام الاتحادات في سيناريوهات عملية.

بعد ذلك، سنستكشف التعدادات في C!