Structs vs. Unions em C: Guia Prático

O que é uma Struct?

Uma struct (estrutura) é um tipo de dado definido pelo usuário em C que agrupa itens de dados logicamente relacionados de diferentes tipos em uma única unidade. Cada membro ocupa sua própria localização de memória contígua, então uma struct pode conter múltiplos valores simultaneamente.

Exemplo: um registro de aluno que armazena nome, número de matrícula e notas sob um único nome de variável.

O que é uma Union?

Uma union (união) também é um tipo definido pelo usuário, mas todos os membros compartilham o mesmo espaço de memória. O tamanho da union é igual ao tamanho de seu maior membro. Este recurso torna unions ideais para cenários com restrição de memória onde apenas um membro é necessário por vez.

Declarando uma Struct

struct Student {
    char name[60];
    int roll_no;
    float marks;
};

Observe o uso da palavra-chave struct e o ponto e vírgula após a chave de fechamento.

Exemplo: Usando uma Struct

#include <stdio.h>
struct Student {
    char name[60];
    int roll_no;
    float marks;
} sdt;
int main(void) {
    printf("Digite as seguintes informações:\n");
    printf("Nome do aluno: ");
    fgets(sdt.name, sizeof(sdt.name), stdin);
    printf("Número de matrícula: ");
    scanf("%d", &sdt.roll_no);
    printf("Notas: ");
    scanf("%f", &sdt.marks);
    printf("\nDados inseridos:\n");
    printf("Nome: %s", sdt.name);
    printf("Número de matrícula: %d\n", sdt.roll_no);
    printf("Notas: %.1f\n", sdt.marks);
    return 0;
}

Saída (exemplo):

Digite as seguintes informações:
Nome do aluno: James
Número de matrícula: 21
Notas: 67
Dados inseridos:
Nome: James
Número de matrícula: 21
Notas: 67.0

Declarando uma Union

union Item {
    int x;
    float y;
    char ch;
};

Exemplo: Usando uma Union

#include <stdio.h>
union Item {
    int x;
    float y;
    char ch;
};
int main(void) {
    union Item it;
    it.x = 12;
    it.y = 20.2f;
    it.ch = 'a';
    printf("x = %d\n", it.x);
    printf("y = %f\n", it.y);
    printf("ch = %c\n", it.ch);
    return 0;
}

Como todos os membros compartilham memória, definir ch sobrescreve os valores anteriores de x e y. Apenas o último valor armazenado é válido.

Struct vs. Union

Característica	Struct	Union
Palavra-chave de declaração	struct	union
Layout de memória	Cada membro tem seu próprio espaço	Todos os membros compartilham um espaço
Alterar um membro	Não afeta outros	Sobrescreve outros membros
Inicialização	Todos os membros podem ser inicializados simultaneamente	Apenas o primeiro membro pode ser inicializado por vez
Tamanho total	Soma dos tamanhos de todos os membros	Tamanho do maior membro
Uso típico	Armazenar dados relacionados de vários tipos	Armazenar um de vários tipos possíveis
Padrão de acesso	Qualquer membro pode ser acessado a qualquer momento	Apenas um membro é válido por vez
Suporte a array flexível	Suportado	Não suportado

Quando Usar Cada Um

• Struct: Quando você precisa manter múltiplos campos relacionados simultaneamente, como um registro de aluno ou funcionário.
• Union: Quando você tem um valor que pode ser de vários tipos mas apenas um por vez, como um tipo variante ou valor de sensor com restrição de memória.

Prós e Contras

Vantagens da Struct

• Agrupa dados relacionados sob um único nome, melhorando legibilidade.
• Fácil de passar registros inteiros para funções.
• Arrays de structs permitem armazenar muitos registros.
• Suporta arrays flexíveis para dados de comprimento variável.

Desvantagens da Struct

• Requer mais memória, pois todo membro é armazenado.
• Mudanças na definição da struct propagam por todo o código.
• Podem se tornar difíceis em grandes projetos com structs profundamente aninhadas.

Vantagens da Union

• Pegada de memória mínima: apenas o tamanho do maior membro.
• Útil para implementar tags de tipo ou dados variantes.
• Pode simplificar código que usa um único valor de tipo variável.

Desvantagens da Union

• Apenas um membro pode conter um valor válido por vez.
• Mais difícil de depurar devido à memória compartilhada.
• Não pode usar arrays flexíveis.