C语言实现union共用体比较的实用方案相关问题

逐成员比较的方案从原理上就不可行 #

C 语言标准明确规定，读取 union 中非当前活跃成员的行为属于未定义行为。union 同一时间只会存储一个成员的有效值，你同时比较三个成员，本质上是两次读取无效成员，结果完全不可控。比如你给 union 存储的是 float 类型的 5.0，此时读取 int 成员的值是随机的残留值，比较逻辑自然不可能正确。你猜测的「大类型切换小类型时失效」确实会发生，但本质问题远不止残留值，而是未定义行为本身就会导致程序出现任何意料之外的结果。

带类型标记的方案说明 #

该方案的核心是用结构体给 union 加上运行时类型标识，也就是常说的「标签联合（Tagged Union）」，确实需要在每次给 union 赋值时同步更新类型标记，这是 C 语言本身不内置 union 运行时类型信息导致的，没有语法糖可以省略这一步。
你给出的示例代码存在笔误：dataType 是结构体的成员，不是 union 的成员，正确的赋值逻辑应该是：

typedef enum {
    TYPE_INT,
    TYPE_FLOAT,
    TYPE_STRING
} DataType;

struct myData
{
    int dataType;
    union {
        int i;
        float f;
        char* str;
    } u;
};

// 赋值示例
void setInt(struct myData* data, int val) {
    data->dataType = TYPE_INT;
    data->u.i = val;
}

void setFloat(struct myData* data, float val) {
    data->dataType = TYPE_FLOAT;
    data->u.f = val;
}

比较逻辑只需要先判断类型标记是否一致，再对应比较对应成员即可，不会出现未定义行为：

bool isSame(struct myData left, struct myData right)
{
    if (left.dataType != right.dataType) return false;
    switch(left.dataType) {
        case TYPE_INT: return left.u.i == right.u.i;
        case TYPE_FLOAT: return left.u.f == right.u.f;
        case TYPE_STRING: 
            // 若需要比较字符串内容而非指针地址，改用strcmp
            return left.u.str == right.u.str;
        default: return false;
    }
}

如果觉得每次手动更新标记麻烦，可以封装宏或者赋值函数简化操作，不会增加太多编码量。

更简便的实现方案（有适用前提） #

如果你是测试场景使用，能满足以下所有条件，可以直接用 memcmp 逐字节比较 union 内存，不需要修改现有代码结构：

1. 你能保证两个待比较的 union 当前存储的是同类型的活跃成员
2. 不需要处理浮点数 NaN（NaN 本身满足 NaN != NaN，但二进制相同的 NaN 用 memcmp 比较会返回相等）
3. union 没有填充字节，或者你能接受填充字节残留值导致的误判
   实现代码如下：

#include <string.h>
bool isSame(union Data left, union Data right)
{
    return memcmp(&left, &right, sizeof(union Data)) == 0;
}

如果是生产环境需要严谨、无歧义的比较逻辑，标签联合是唯一可靠的方案，额外增加的少量编码成本远低于后续排查 union 未定义行为导致的故障成本。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者guybrush_threepwood