C语言中相同尺寸类型的union效率是否低于指针访问？

当通过C语言原生union访问成员时，只要目标成员的类型和你直接用对应类型指针解引用的类型一致，两者的内存访问效率完全没有差异，不存在任何可测量的性能损耗。

• C语言中的union本质是给同一块连续内存绑定多个不同类型的解读规则，所有成员的内存起始偏移都是0，没有任何位置上的错位。你给出的示例union u { long i; float f; }中，两个成员的起始地址完全重合，不存在任何偏移计算的需求。
• 编译产物层面的等价性：我们可以用两段完全等价的读取逻辑做对比：

// 示例union定义
union u {
  long i;
  float f;
};

// 通过union读取float成员
float read_from_union(union u *src) {
    return src->f;
}

// 直接通过float指针读取内存
float read_from_direct_ptr(float *src) {
    return *src;
}

主流C编译器（GCC、Clang、MSVC）在常规优化等级下，上述两个函数生成的汇编指令完全相同：都是将传入的指针参数直接作为内存地址，加载对应长度的浮点值到寄存器返回，没有任何额外的类型检查、地址偏移、跳转逻辑。

• C语言的union访问不存在内置的运行时校验：从语言设计上，union的成员解读完全由开发者负责，编译器不会为union访问附加任何类型合法性判断逻辑，行为和直接按指定类型解引用内存完全对齐。

• 不要把C语言的原生union和带类型标签的可辨别union混淆：后者需要额外存储当前有效成员的标识，访问前需要先做分支判断校验类型，会带来额外开销；但C标准定义的原生union完全没有内置标签机制，自然不存在这类开销。
• 就算union内不同成员的尺寸、对齐要求不匹配，只要成员的内存偏移是0，访问时的指令开销就和直接指针访问没有区别——比如union中同时存8字节的long和4字节的float，访问float时依然是直接从基地址加载4字节，和直接用float指针读同一块内存的指令没有差异。
• 如果访问union时出现代码性能下降，本质原因几乎都是违反了C语言严格别名规则、或者没有正确维护union的当前有效成员，导致编译器生成了不符合预期的次优代码——这类问题和union的访问语法本身无关，哪怕是直接用强制类型转换的指针读写内存，只要违反语言规则，一样会出现性能或正确性问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Björn Max Jakobsen