c++ - union 正确用法

Question

我对 union 体的理解是它的所有值都分配在同一个内存地址，并且内存空间与 union 体的最大成员一样大。但我不明白我们将如何实际使用它们。根据 The C++ Programming Language，这是一个最好使用 union 的代码.

enum Type { str, num };

struct Entry {
     char* name;
     Type t;
     char* s;  // use s if t==str
     int i;    // use i if t==num
};

void f(Entry* p)
{
     if (p->t == str)
           cout << p->s;
     // ...
}

在此之后 Bjarne 说:

The members s and i can never be used at the same time, so space is wasted. It can be easily recovered by specifying that both should be members of a union, like this: union Value { char* s; int i; };The language doesn’t keep track of which kind of value is held by a union, so the programmer must do that: struct Entry { char* name; Type t; Value v; // use v.s if t==str; use v.i if t==num }; void f(Entry* p) { if (p->t == str) cout v.s; // ... }

谁能进一步解释生成的 union 代码？如果我们将其转变为 union 会实际发生什么？

Answer 1

假设您有一台 32 位机器，带有 32 位整数和指针。你的结构可能看起来像这样:

[0-3] name
[4-7] type
[8-11] string
[12-15] integer

那是 16 个字节，但是由于 type(代码中的 t)决定了哪个字段是有效的，我们永远不需要实际存储 string 和 integer 字段。所以我们可以更改代码:

struct Entry {
  char* name;
  Type t;
  union {
    char* s;  // use s if t==str
    int i;    // use i if t==num
  } u;
};

现在的布局是:

[0-3] name
[4-7] type
[8-11] string
[8-11] integer

在 C++ 中，无论你最近分配给什么，都是 union 的“有效”成员，但没有办法知道哪一个是本质上的，所以你必须自己存储它。这种技术通常称为“区分 union ”，“区分器”是 type 字段。

因此第二个结构占用 12 个字节而不是 16 个字节。如果您要存储大量它们，或者它们来自网络或磁盘，您可能会关心这一点。否则，这并不重要。