C言語のunionとは？structとの違いと使いどころをわかりやすく解説

2026年4月4日

※本記事は広告を含みます。

C言語文法解説シリーズ

本記事は「C言語文法解説シリーズ」の1つです。
C言語の文法を、組み込み開発の視点も交えて解説します。

C言語の union（ユニオン） は、
struct とよく似た構文を持つデータ型です。

しかし、動作はまったく異なります。

struct は「複数の値を同時に持つ」のに対し、
union は「同じメモリを共有する」仕組みです。

この違いを理解すると、
メモリの使い方や組み込み設計の理解が深まります。

この記事では、

unionとは何か
structとの違い
メモリの違い
使用例
注意点

を順番に解説します。

unionとは？

union は、複数のメンバが 同じメモリ領域を共有する構造体 です。

union Data {
    int i;
    float f;
};

union Data {
    int i;
    float f;
};

使い方は struct とほぼ同じです。

union Data data;

data.i = 10;

union Data data;

data.i = 10;

または

data.f = 3.14;

data.f = 3.14;

どちらか一方の値を保持できます。

初心者さん

あれ？
両方入るんじゃないの？

エンジニアくん

入らないんだ。
同じメモリを使ってるから上書きされるよ

structとの違い

まず struct の場合

struct Data {
    int i;
    float f;
};

struct Data {
    int i;
    float f;
};

これはメモリがこうなります

[i][f]

[i][f]

つまり
両方の領域を持ちます。

次に union

union Data {
    int i;
    float f;
};

union Data {
    int i;
    float f;
};

これはこうなります

[i または f]

[i または f]

同じ場所を共有します。

初心者さん

なるほど、どちらかしか持てないんだ

エンジニアくん

そう、最後に代入したものだけ有効になるんだ

structの使い方についてはこちらの記事で解説しています。

実際に動きを見る

#include <stdio.h>

union Data {
    int i;
    float f;
};

int main(void)
{
    union Data data;    
    data.i = 10;
    printf("%d\n", data.i);    
    
    data.f = 3.14;
    printf("%f\n", data.f);    
    printf("%d\n", data.i);    
    
    return 0;
}

#include <stdio.h>

union Data {
    int i;
    float f;
};

int main(void)
{
    union Data data;    
    data.i = 10;
    printf("%d\n", data.i);    
    
    data.f = 3.14;
    printf("%f\n", data.f);    
    printf("%d\n", data.i);    
    
    return 0;
}

出力例

10
3.140000
1078523331

10
3.140000
1078523331

最後の値が変ですね？

これは float のビット列を
int として解釈しているためです。

つまり union は

同じメモリを
別の型として見る仕組み

になります。

メモリサイズの違い

これが一番重要です。

struct Data {
    int i;
    float f;
};

union Data2 {
    int i;
    float f;
};

struct Data {
    int i;
    float f;
};

union Data2 {
    int i;
    float f;
};

サイズを確認します。

printf("%zu\n", sizeof(struct Data));
printf("%zu\n", sizeof(union Data2));

printf("%zu\n", sizeof(struct Data));
printf("%zu\n", sizeof(union Data2));

結果（例）

8
4

8
4

struct
→ 合計サイズ

union
→ 最大サイズ

になります。

つまり

struct
すべてのメンバ分必要

union
一番大きいものだけ必要

となります。

初心者さん

メモリ節約のための仕組みなんだね

エンジニアくん

そう、これがunionの主な目的になるんだ

unionの使用例

よくあるのは「状態によって型が変わる」場合です。

typedef enum {
    TYPE_INT,
    TYPE_FLOAT
} Type;

typedef struct {
    Type type;

    union {
        int i;
        float f;
    } data;

} Value;

typedef enum {
    TYPE_INT,
    TYPE_FLOAT
} Type;

typedef struct {
    Type type;

    union {
        int i;
        float f;
    } data;

} Value;

使用例

Value v;
v.type = TYPE_INT;
v.data.i = 10;

Value v;
v.type = TYPE_INT;
v.data.i = 10;

または

v.type = TYPE_FLOAT;
v.data.f = 3.14;

v.type = TYPE_FLOAT;
v.data.f = 3.14;

初心者さん

なるほど、どの型かをenumで管理するのか

エンジニアくん

そう、それが安全な使い方になるよ

unionの注意点

union は型安全ではありません。

data.i = 10;
printf("%f", data.f);

data.i = 10;
printf("%f", data.f);

これはコンパイルは通りますが
意味のある値ではありません

そのため

enumで型を管理する
どの値を入れたか覚えておく

必要があります。

structとunionのまとめ

struct

メンバごとにメモリ確保
同時に保持できる
一般的に使う

union

メンバがメモリ共有
どれか1つのみ保持
メモリ節約目的

どんなときに使う？

組み込みでは次の用途が多いです

通信データの解釈
レジスタアクセス
型変換
メモリ節約

例（レジスタ）

typedef union {
    uint32_t value;

    struct {
        uint32_t enable : 1;
        uint32_t mode   : 2;
        uint32_t reserved : 29;
    } bit;

} Register;

typedef union {
    uint32_t value;

    struct {
        uint32_t enable : 1;
        uint32_t mode   : 2;
        uint32_t reserved : 29;
    } bit;

} Register;