本文實(shí)例講述了C++聯(lián)合體union用法。分享給大家供大家參考。具體如下：

我們應(yīng)該按照C中的convention去使用union，這是我這篇文章要給出的觀(guān)點(diǎn)。雖然C++使得我們可以擴(kuò)展一些新的東西進(jìn)去，但是，我建議你不要那樣去做，看完這篇文章之后，我想你大概也是這么想的。

　　C由于沒(méi)有類(lèi)的概念，所有類(lèi)型其實(shí)都可以看作是基本類(lèi)型的組合，因此在union中包含struct也就是一件很自然的事情了，到了C++之后，既然普遍認(rèn)為C++中的struct與class基本等價(jià)，那么union中是否可以有類(lèi)成員呢?先來(lái)看看如下的代碼:

struct TestUnion
{
　　  TestUnion() {}
};

typedef union
{
　　  TestUnion obj;
} UT;

int main (void)
{
　　  return 0;
}

　　編譯該程序，我們將被告知:
　　error C2620: union '__unnamed' : member 'obj' has user-defined constructor or non-trivial default constructor

　　而如果去掉那個(gè)什么也沒(méi)干的構(gòu)造函數(shù)，則一切OK。

　　為什么編譯器不允許我們的union成員有構(gòu)造函數(shù)呢?我無(wú)法找到關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的比較權(quán)威的解釋?zhuān)瑢?duì)這個(gè)問(wèn)題，我的解釋是:

　 　如果C++標(biāo)準(zhǔn)允許我們的union有構(gòu)造函數(shù)，那么，在進(jìn)行空間分配的時(shí)候要不要執(zhí)行這個(gè)構(gòu)造函數(shù)呢?如果答案是yes，那么如果TestUnion 的構(gòu)造函數(shù)中包含了一些內(nèi)存分配操作，或者其它對(duì)整個(gè)application狀態(tài)的修改，那么，如果我今后要用到obj的話(huà)，事情可能還比較合理，但是如果我根本就不使用obj這個(gè)成員呢?由于obj的引入造成的對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的修改顯然是不合理的;反之，如果答案是no，那么一旦我們今后選中了obj來(lái)進(jìn)行 操作，則所有信息都沒(méi)有初始化(如果是普通的struct，沒(méi)什么問(wèn)題，但是，如果有虛函數(shù)呢?)。更進(jìn)一步，假設(shè)現(xiàn)在我們的union不是只有一個(gè) TestUnion obj，還有一個(gè)TestUnion2 obj2，二者均有構(gòu)造函數(shù)，并且都在構(gòu)造函數(shù)中執(zhí)行了一些內(nèi)存分配的工作(甚至干了很多其它事情)，那么，如果先構(gòu)造obj，后構(gòu)造obj2，則執(zhí)行的 結(jié)果幾乎可以肯定會(huì)造成內(nèi)存的泄漏。

　　鑒于以上諸多麻煩(可能還有更多麻煩)，在構(gòu)造union時(shí)，編譯器只負(fù)責(zé)分配空間，而不負(fù)責(zé)去執(zhí)行附加的初始化工作，為了簡(jiǎn)化工作，只要我們提供了構(gòu)造函數(shù)，就會(huì)收到上面的error。

同理，除了不能加構(gòu)造函數(shù)，析構(gòu)函數(shù)/拷貝構(gòu)造函數(shù)/賦值運(yùn)算符也是不可以加。

　　此外，如果我們的類(lèi)中包含了任何virtual函數(shù)，編譯時(shí)，我們將收到如下的錯(cuò)誤信息:
　　error C2621: union '__unnamed' : member 'obj' has copy constructor

　　所以，打消在union中包含有構(gòu)造函數(shù)/析構(gòu)函數(shù)/拷貝構(gòu)造函數(shù)/賦值運(yùn)算符/虛函數(shù)的類(lèi)成員變量的念頭，老老實(shí)實(shí)用你的C風(fēng)格struct吧!
　　不過(guò)，定義普通的成員函數(shù)是OK的，因?yàn)檫@不會(huì)使得class與C風(fēng)格的struct有任何本質(zhì)區(qū)別，你完全可以將這樣的class理解為一個(gè)C風(fēng)格的struct + n個(gè)全局函數(shù)。

　　現(xiàn)在，再看看在類(lèi)中包含內(nèi)部union時(shí)會(huì)有什么不同。看看下面的程序，并請(qǐng)注意閱讀程序提示:

class TestUnion
{
　　  union DataUnion
　　  {
　　    DataUnion(const char*);
　　    DataUnion(long);
　　    const char* ch_;
　　    long l_;
　　  } data_;

　　public:
　　  TestUnion(const char* ch);
　　  TestUnion(long l);
};

TestUnion::TestUnion(const char* ch) : data_(ch) // if you want to use initialzing list to initiate a                                nested-union member， the union must not be anonymous and                              must have a constructor。
{}

TestUnion::TestUnion(long l) : data_(l)
{}

TestUnion::DataUnion::DataUnion(const char* ch) : ch_(ch)
{}

TestUnion::DataUnion::DataUnion(long l) : l_(l)
{}

int main (void)
{
　　  return 0;
}

　　正如上面程序所示，C++中的union也可以包含構(gòu)造函數(shù)，但是，這雖然被語(yǔ)言所支持，但實(shí)在是一種不佳的編程習(xí)慣，因此，        我不打算對(duì)上面的程序進(jìn)行過(guò)多的說(shuō)明。我更推薦如下的編程風(fēng)格:

class TestUnion
{
　　  union DataUnion
　　  {
　　    const char* ch_;
　　    long l_;
　　  } data_;
　　
　　public:
　　  TestUnion(const char* ch);
　　  TestUnion(long l);
};

TestUnion::TestUnion(const char* ch)
{
　　  data_.ch_ = ch;
}

TestUnion::TestUnion(long l)
{
　　  data_.l_ = l;
}

int main (void)
{
　　  return 0;
}

它完全是C風(fēng)格的。

所以，接受這個(gè)結(jié)論吧:

請(qǐng)按照C中的convention去使用union，盡量不要嘗試使用任何C++附加特性。

union是個(gè)好東西，union是個(gè)struct，里面所有成員共享一塊內(nèi)存，大小由size最大的member決定，存取成員的時(shí)候會(huì)以成員的類(lèi)型來(lái)解析這塊內(nèi)存；在gamedev中，union可以在這些方面有所作為：

1. 換名：

struct Rename
{
  public:
    union
    {
      struct 
      {
        float x,y,z,w;
      };
      struct
      {
        float vec[4];
      };
    };
};

 這樣我們既可以根據(jù)具體的含義來(lái)訪(fǎng)問(wèn)變量，也可以象數(shù)組一樣的loop；

 2 .壓縮：

struct Compression
{
 public:
   bool operator==(const Compression& arg) const { return value == arg.value; }
   union
   {
     struct 
     {
       char a,b,c,d,e,f,g;
     };
     struct
     {
       long long value;
     };
   };
};

這樣對(duì)于集中處理的情況，比如==，就會(huì)大幅度提高效率，象在64位機(jī)上，只要一次，或者傳輸數(shù)據(jù)的情況，壓縮解壓縮都非常方便；

3. 危險(xiǎn)：

匿名的union用法，不是standard，所以在compiler上要確認(rèn)==>編譯器移植性不好；
不同的機(jī)器操作系統(tǒng)上數(shù)據(jù)的size都是不一樣，表示不一樣，那么在用union的時(shí)候，尤其是在移植的時(shí)候，都是危險(xiǎn)的情況；
但是如果系統(tǒng)，compiler都是一樣的話(huà)，在合適的地方使用union還是可以的。

聯(lián)合(union)在C/C++里面見(jiàn)得并不多，但是在一些對(duì)內(nèi)存要求特別嚴(yán)格的地方，聯(lián)合又是頻繁出現(xiàn)，那么究竟什么是聯(lián)合、怎么去用、有什么需要注意的地方呢？就這些問(wèn)題，我試著做一些簡(jiǎn)單的回答，里面肯定還有不當(dāng)?shù)牡胤?，歡迎指出！

1、什么是聯(lián)合？

“聯(lián)合”是一種特殊的類(lèi)，也是一種構(gòu)造類(lèi)型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在一個(gè)“聯(lián)合”內(nèi)可以定義多種不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型， 一個(gè)被說(shuō)明為該“聯(lián)合”類(lèi)型的變量中，允許裝入該“聯(lián)合”所定義的任何一種數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)共享同一段內(nèi)存，已達(dá)到節(jié)省空間的目的（還有一個(gè)節(jié)省空間的類(lèi)型：位域）。 這是一個(gè)非常特殊的地方，也是聯(lián)合的特征。另外，同struct一樣，聯(lián)合默認(rèn)訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限也是公有的，并且，也具有成員函數(shù)。

2、聯(lián)合與結(jié)構(gòu)的區(qū)別？

“聯(lián)合”與“結(jié)構(gòu)”有一些相似之處。但兩者有本質(zhì)上的不同。在結(jié)構(gòu)中各成員有各自的內(nèi)存空間， 一個(gè)結(jié)構(gòu)變量的總長(zhǎng)度是各成員長(zhǎng)度之和（空結(jié)構(gòu)除外，同時(shí)不考慮邊界調(diào)整）。而在“聯(lián)合”中，各成員共享一段內(nèi)存空間， 一個(gè)聯(lián)合變量的長(zhǎng)度等于各成員中最長(zhǎng)的長(zhǎng)度。應(yīng)該說(shuō)明的是， 這里所謂的共享不是指把多個(gè)成員同時(shí)裝入一個(gè)聯(lián)合變量?jī)?nèi)， 而是指該聯(lián)合變量可被賦予任一成員值，但每次只能賦一種值， 賦入新值則沖去舊值。

下面舉一個(gè)例了來(lái)加對(duì)深聯(lián)合的理解。

例4:

#include <stdio.h>
void main()
{
  union number
  { /*定義一個(gè)聯(lián)合*/
   int i;
   struct
   { /*在聯(lián)合中定義一個(gè)結(jié)構(gòu)*/
    char first;
    char second;
   }half;
  }num;
  num.i=0x4241; /*聯(lián)合成員賦值*/
  printf("%c%c\n", num.half.first, num.half.second);
  num.half.first='a'; /*聯(lián)合中結(jié)構(gòu)成員賦值*/
  num.half.second='b';
  printf("%x\n", num.i);
  getchar();
}

輸出結(jié)果為:

AB
6261

從上例結(jié)果可以看出: 當(dāng)給i賦值后, 其低八位也就是first和second的值; 當(dāng)給first和second賦字符后, 這兩個(gè)字符的ASCII碼也將作為i 的低八位和高八位。

3、如何定義？

例如：

union test
{
  test() { }
  int office;
  char teacher[5];
};

定義了一個(gè)名為test的聯(lián)合類(lèi)型，它含有兩個(gè)成員，一個(gè)為整型，成員名office；另一個(gè)為字符數(shù)組，數(shù)組名為teacher。聯(lián)合定義之后，即可進(jìn)行聯(lián)合變量說(shuō)明，被說(shuō)明為test類(lèi)型的變量，可以存放整型量office或存放字符數(shù)組teacher。

4、如何說(shuō)明？

聯(lián)合變量的說(shuō)明有三種形式：先定義再說(shuō)明、定義同時(shí)說(shuō)明和直接說(shuō)明。

以test類(lèi)型為例，說(shuō)明如下：
1)

union test
{
  int office;
  char teacher[5];
}; 
union test a,b; /*說(shuō)明a,b為test類(lèi)型*/

2)

union test
{
  int office;
  char teacher[5];
} a,b;

3)

union 
{
  int office;
  char teacher[5];
} a,b;

經(jīng)說(shuō)明后的a,b變量均為test類(lèi)型。a,b變量的長(zhǎng)度應(yīng)等于test的成員中最長(zhǎng)的長(zhǎng)度，即等于teacher數(shù)組的長(zhǎng)度，共5個(gè)字節(jié)。a,b變量如賦予整型值時(shí)，只使用了4個(gè)字節(jié)，而賦予字符數(shù)組時(shí)，可用5個(gè)字節(jié)。

5、如何使用？

對(duì)聯(lián)合變量的賦值，使用都只能是對(duì)變量的成員進(jìn)行。聯(lián)合變量的成員表示為：
聯(lián)合變量名.成員名
例如，a被說(shuō)明為test類(lèi)型的變量之后，可使用a.class、a.office
不允許只用聯(lián)合變量名作賦值或其它操作，也不允許對(duì)聯(lián)合變量作初始化賦值，賦值只能在程序中進(jìn)行。
還要再?gòu)?qiáng)調(diào)說(shuō)明的是，一個(gè)聯(lián)合變量，每次只能賦予一個(gè)成員值。換句話(huà)說(shuō)，一個(gè)聯(lián)合變量的值就是聯(lián)合變員的某一個(gè)成員值。

6、匿名聯(lián)合

匿名聯(lián)合僅僅通知編譯器它的成員變量共同享一個(gè)地址,而變量本身是直接引用的,不使用通常的點(diǎn)號(hào)運(yùn)算符語(yǔ)法.
例如：

#include <iostream>
void main()
{
  union{ 
  int test;
  char c; 
  }; 
  test=5;
  c='a';
  std::cout<<i<<" "<<c;
}

正如所見(jiàn)到的,聯(lián)合成分象聲明的普通局部變量那樣被引用,事實(shí)上對(duì)于程序而言,這也正是使用這些變量的方式.另外,盡管被定義在一個(gè)聯(lián)合聲明中,他們與同一個(gè)程序快那的任何其他局部變量具有相同的作用域級(jí)別.這意味這匿名聯(lián)合內(nèi)的成員的名稱(chēng)不能與同一個(gè)作用域內(nèi)的其他一直標(biāo)志符沖突.
對(duì)匿名聯(lián)合還存在如下限制:
因?yàn)槟涿?lián)合不使用點(diǎn)運(yùn)算符，所以包含在匿名聯(lián)合內(nèi)的元素必須是數(shù)據(jù),不允許有成員函數(shù)，也不能包含私有或受保護(hù)的成員。還有,全局匿名聯(lián)合必須是靜態(tài)(static)的，否則就必須放在匿名名字空間中。

7、幾點(diǎn)需要討論的地方：

1）聯(lián)合里面那些東西不能存放？

我們知道，聯(lián)合里面的東西共享內(nèi)存，所以靜態(tài)、引用都不能用，因?yàn)樗麄儾豢赡芄蚕韮?nèi)存。

2）類(lèi)可以放入聯(lián)合嗎？

我們先看一個(gè)例子：

class Test
{
  public:
  Test():data(0) { }
  private:
  int data;
};
typedef union _test
{
  Test test; 
}UI; 

編譯通不過(guò)，為什么呢？
因?yàn)槁?lián)合里不允許存放帶有構(gòu)造函數(shù)、析夠函數(shù)、復(fù)制拷貝操作符等的類(lèi)，因?yàn)樗麄児蚕韮?nèi)存，編譯器無(wú)法保證這些對(duì)象不被破壞，也無(wú)法保證離開(kāi)時(shí)調(diào)用析夠函數(shù)。

3）又是匿名惹的禍？？
我們先看下一段代碼：

class test
{
  public:
  test(const char* p);
  test(int in);
  const operator char*() const {return
  data.ch;}
  operator long() const {return data.l;}
  private:
  enum type {Int, String };
  union 
  {
   const char* ch;
   int i;
  }datatype;
  type stype;
  test(test&);
  test& operator=(const test&);
};
test::test(const char *p):stype
(String),datatype.ch(p) { }
test::test(int in):stype(Int),datatype.l(i) {
}

看出什么問(wèn)題了嗎？呵呵，編譯通不過(guò)。為什么呢？難道datatype.ch(p)和datatype.l(i)有問(wèn)題嗎？
哈哈，問(wèn)題在哪呢？讓我們來(lái)看看構(gòu)造test對(duì)象時(shí)發(fā)生了什么，當(dāng)創(chuàng)建test對(duì)象時(shí)，自然要調(diào)用其相應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)，在構(gòu)造函數(shù)中當(dāng)然要調(diào)用其成員的構(gòu)造函數(shù)，所以其要去調(diào)用datatype成員的構(gòu)造函數(shù)，但是他沒(méi)有構(gòu)造函數(shù)可調(diào)用，所以出
錯(cuò)。
注意了，這里可并不是匿名聯(lián)合！因?yàn)樗竺婢o跟了個(gè)data!

4）如何有效的防止訪(fǎng)問(wèn)出錯(cuò)？

使用聯(lián)合可以節(jié)省內(nèi)存空間，但是也有一定的風(fēng)險(xiǎn)：通過(guò)一個(gè)不適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)成員獲取當(dāng)前對(duì)象的值！例如上面的ch、i交錯(cuò)訪(fǎng)問(wèn)。

為了防止這樣的錯(cuò)誤，我們必須定義一個(gè)額外的對(duì)象，來(lái)跟蹤當(dāng)前被存儲(chǔ)在聯(lián)合中的值得類(lèi)型，我們稱(chēng)這個(gè)額外的對(duì)象為：union的判別式。

一個(gè)比較好的經(jīng)驗(yàn)是，在處理作為類(lèi)成員的union對(duì)象時(shí)，為所有union數(shù)據(jù)類(lèi)型提供一組訪(fǎng)問(wèn)函數(shù)。

希望本文所述對(duì)大家的C++程序設(shè)計(jì)有所幫助。

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