C++中union的应用剖析

C++中union的应用剖析<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

作者：袁小凯

华南理工大学计算机研究所北区研发二部

Email – ccplusplus@21cn.com

前言

       熟悉C的程序员都知道union（联合体）的用法，利用union可以用相同的存储空间存储不同型别的数据类型，从而节省内存空间。当访问其内成员时可用”.”和”->”来直接访问。在C++出现后，它继承了union并保留了其在C中的特性。但是在C++中的union又有了新的扩展，这需要大家了解，要不然你会感到费解和迷惑。下面我讲两点。

一、在union中存储对象

在C中union中可以存储任意类型的内置数据类型，那么在C++中union是否可以存储对象呢？还是让我们看一个例子吧，这比任何言语都能说明问题，不是吗？
#pragma warning(disable : 4786)
#include <iostream>
 

using namespace std;
 

class TestUnion
{
public:
       TestUnion(long l):data_(l)
       {
       };
       int data_;
};
 

typedef union _tagUtype_
{
       TestUnion obj;
}UT;
 

int main (void)
{
       return 0;
}
哦！太不幸了，这样不行，union中不可以存储TestUnion类的对象，但在C中union可以存储struct呀，为什么不能存储类的对象呢？很简单，请问，在C中union可以存储带有构造函数的struct吗？对了，在C中的struct是没有构造函数的。所以如果C++中union可以存储有构造函数的类的对象就不太符合逻辑，那不是说C++和C完全兼容吗？不错，正因为这一点，C++中union不可以存储有构造函数的类的对象，但是可以存储不带构造函数的类的对象，这样就和C保持一致了，不想信你试试。对TestUnion类的声明进行如下修改：
class TestUnion
{
public:
       int data_;
};
再进行编译，一切OK！。但是这样却失去了C++的构造初始化特性，这样做是没有任何意义的。那么大家是否认为我是在说废话（我也这么认为^_^）。我只是在说其在C++中的语义，并不是推荐大家使用（绝对不推荐）。但是我们可以在union中存储对象的指针，从而引用不同的对象类型。不用我再多说了吧，大家还是试试吧！

二、类中union的初始化

       由于union的共享内存特点，我们可以使我们的类存储不同的型别而不浪费内存空间，在类中我们可以声明一个union存储不同型别的指针，示例如下：
#pragma warning(disable : 4786)
#include <iostream>
 

using namespace std;
 

class TestUnion
{
       enum StoreType{Long,Const_CharP};
       union
       {
              const char* ch_;
              long       l_;
       } data_;
       StoreType stype_;
       TestUnion(TestUnion&);
       TestUnion& operator=(const TestUnion&);
public:
       TestUnion(const char* ch);
       TestUnion(long l);
       operator const char*() const {return data_.ch_;}
       operator long() const {return data_.l_;}
};
 

TestUnion::TestUnion(const char* ch):data_.ch_(ch),stype_(Const_CharP)
{
}
 

TestUnion::TestUnion(long l):data_.l_(l),stype_(Long)
{
}
 

int main (void)
{
       TestUnion pszobj("yuankai");
       TestUnion lobj(1234);
       cout<<static_cast<const char*>(pszobj)<<endl;
       cout<<lobj<<endl;
      
       return 0;
}
 

       哎！真是不幸，编译都通不过，好象没有什么问题呀，为什么呢？data_.ch_(ch)和data_.l_(l)有问题吗？如果你问一个C程序员他会告诉你，绝对没问题。你不会去怀疑编译器有问题吧！不好意思！我一开始就是这么想的，真是惭愧。费解，迷惑。让我们来看看构造TestUnion对象时发生了什么，这样你就会明白了。当创建TestUnion对象时，自然要调用其相应的构造函数，在构造函数中当然要调用其成员的构造函数，所以其要去调用union成员的构造函数，但是其为匿名的，有没有构造函数可调用，所以出错。很明显在C++中union和class一样它可以有构造函数，不能如此直接引用其成员。struct同样有这限制。只要我们给其定义一个构造函数什么问题都解决了。示例如下：
class TestUnion
{
       enum StoreType{Long,Const_CharP};
       union DataUnion                                                //不能匿名
       {
              DataUnion(const char*);                              //声明const char*构造函数
              DataUnion(long);                                          //声明long构造函数
              const char* ch_;
              long       l_;
       } data_;
       StoreType stype_;
       TestUnion(TestUnion&);
       TestUnion& operator=(const TestUnion&);
public:
       TestUnion(const char* ch);
       TestUnion(long l);
       operator const char*() const {return data_.ch_;}
       operator long() const {return data_.l_;}
};
 

TestUnion::TestUnion(const char* ch):data_(ch),stype_(Const_CharP)
{//注意data_(ch)，这里直接引用data_
}
 

TestUnion::TestUnion(long l):data_(l),stype_(Long)
{//注意data_(l)，这里直接引用data_
}
 

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

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

       现在再编译，如果还不行，你怀疑编译器有问题是有理由的。好了就写这么多吧！希望对大家有帮助，我可是花了一个下午的时间呀！如果有什么错误，希望来信指出，很希望和大家共同探讨C++，共同进步（ccplusplus@21cn.com）。
 

致谢！