c++ - union 的平等比较？

Question

在 C 和/或 C++ 中是否有标准(或至少安全)的方法来比较 union 的相等性？我希望按位比较在许多情况下都会有用，不管每个 union 中最后分配的成员；例如，可以保留一个特定的位模式来表示“值未初始化”，并且能够检查 union 是否未初始化而无需指定“事件”成员将很有用。

C++ 中的一个例子(虽然我认为这个概念扩展到使用非成员函数的 C):

union MyData
{
  public:
    // Assume I'm compiling this on a platform where the size of `int`
    // exceeds the size of `char*`, or that I'm using some combination
    // if `#ifdef`s or similar to ensure that my numeric type is sufficiently
    // large, or that I include an extra member that is known to be
    // exactly the size of the larger member, just for the sake of
    // comparison.
    int int_member;
    char* ptr_member;

    bool isInitialized() const
    {
      return (*this != INVALID_VAL);
    }

    bool operator==(MyData const& rhs)
    {
      return / * ??? */;
    }

  private:
    constexpr MyData INVALID_VAL { /* ??? */ };
}

// ... later, in client code...

MyData d;
bool initialized{d.isInitialized()};  // false
d.ptr_member = new char[32];
bool initialized{d.isInitialized()};  // true

这里，INVALID_VAL 可以通过将 int_member 设置为最大负整数值来定义，因为这是一个不均匀的值，所以它不会在单词边界上因此极不可能分配给 char* 成员(假设分配通常直接来自 new)。

operator== 的一种可能实现方式很简单:

return int_member == rhs.int_member;

尽管不知道 int_member 是否是“活跃”成员，但我希望这是安全的，因为我看不出为什么要从 char* 进行静态转换到 int 应该失败或有问题。对吗？

如果这个实现是不安全的，像下面这样的事情应该是可能的(当然在 C 中使用 C 风格的转换):

return static_cast<void*>(*this) == static_cast<void*>(rhs);

...当然，如果 MyData 大于指针的大小，您就必须开始使用 sizeof 来解决这个问题。

有人这样做吗？第一个(更简单的)实现安全吗？有什么理由不这样做吗？

Answer 1

我认为更好的方法是将您的 union 包装在一个类或结构中，并使用枚举字段存储最后访问的成员，例如

class MyData {
    enum {
        unintialized, int_member, ptr_member
    } last_member = unintialized;

    union {
        int int_member;
        char* ptr_member;
    } union_fields;

public:
    bool isInitialized() const
    {
        return last_member != unintialized;
    }
};

如果你有 C++11，last_member 的类内初始化是有效的，否则只需在默认构造函数中初始化它。

为这两个字段创建访问器并相应地设置last_member，最好在访问器方法中添加检查以确保只能访问“事件成员”。