c - C、Pascal 和 SML 中的不相交 union

Question

我正在研究编程中的不相交 union 。我发现 Pascal、SML 和 C 有自己的 union 版本:variant record,构造和 union 。它还说 Pascal 包含一个您不必使用它的“标签”，SML 有一个您需要使用它的标签，而 C 没有标签。此外，如果我们使用错误，SML 会抛出异常，Pascal 允许在运行时检查，而 C 没有在运行时检查的功能，并且程序员必须手动添加“标签”字段。

首先我不明白什么是“标签”。我试图查看这些 union 的一些示例，但不明白“标签”代表什么。如果“标签”很重要，那么 C 怎么会有标签呢？这些 union 之间有什么区别？另外，我没有找到任何与 union “标签”相关的 Material 。另外，“运行时检查”是什么意思，检查什么？很高兴看到展示这些功能的简单示例。

Answer 1

人们可以将这种不相交 union 称为多态性的一种非常早期的形式。一种类型可以有多种形式。在某些语言中，正在使用这些形式中的哪一个(处于事件状态)是通过类型的成员(称为标记)来区分的。这可以是 bool 值、字节、枚举或其他一些序数。

在某些(较旧的？)版本的 Pascal 中，标记实际上需要包含正确的值。 Pascal“union ”(或者在 Pascal 中称为“变体记录”)包含一个值，用于区分哪个分支当前处于“事件”状态。

一个例子:

type
  MyUnion = record  // Pascal's version of a struct -- or union
    case Tag: Byte of // This doesn't have to be called Tag, it can have any name
      0: (B0, B1, B2, B3: Byte);  // only one of these branches is present
      1: (W0, W1: Word);          // they overlap each other in memory 
      2: (L: Longint);
  end;

在此类版本的 Pascal 中，如果 Tag 的值为 0，则只能访问 B0、B1、B2 或 B3，而不能访问其他变体。如果Tag为1，则只能访问W0和W1等...

在大多数 Pascal 版本中，没有这样的限制，标签值纯粹是提供信息的。在许多情况下，您甚至不再需要显式标记值:

MyUnion = record
  case Byte of // no tag, just a type, to keep the syntax similar
    etc...

请注意，Pascal 变体记录不是纯 union ，其中每个部分都是替代项:

type
  MyVariantRec = record
    First: Integer; // the non-variant part begins here
    Second: Double;
    case Byte of // only the following part is a "union", the variant part.
      0: ( B0, B1, B2, B3: Byte; );
      1: ( W0, W1: Word; );
      2: ( L: Longint);
 end;

在 C 中，您必须在结构中嵌套一个 union 才能获得几乎相同的东西:

// The following is more or less the equivalent of the Pascal record above
struct MyVariantRec
{
    int first;
    double second;
    union
    {
        struct { unsigned char b0, b1, b2, b3; };
        struct { unsigned short w0, w1 };
        struct { long l };
    };
}