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c++ - union 活跃成员背后的理由

coder 2024-02-24 原文

C++ 的 union 比 C 的 union 更具限制性，因为它们引入了“事件成员”(最后分配给的成员)的概念，作为唯一可以安全访问的成员。在我看来， union 的这种行为完全是负面的。有人可以解释一下这个限制有什么好处吗？

最佳答案

简答

在 C 中，并集只是一个如何解释存储在给定位置的数据的问题。数据是被动的。

在 C++ 中， union 可以拥有不同类的成员。而类对象不仅有数据，还有行为。由于您依赖于这种(可访问的)行为(甚至可能无法访问私有(private)成员和 protected 成员)，因此必须确保对象从构造到销毁保持一致。事件成员的概念就是为了这个目的而存在的:确保对象生命周期是一致的。

更长的解释

想象一下下面的 union :

union U {
    string s;
    int i;

    // due to string, I need to define constructor and destructor
    U (string s) : s(s) { cout << "s is active"<<endl;}
    U (int i) : i(i) { cout << "i is active"<<endl;}
    U() : s() { cout << "s is active by default" <<endl; }
    ~U() { cout << "delete... but what ?"<<endl; }
};

现在假设我初始化它:

U u("hello");

此时活跃成员是s。我现在可以毫无风险地使用这个活跃的成员:

u.s += ", world";  
cout << u.s <<endl;

在更改事件成员之前，我必须确保成员的生命周期结束(C++ 标准要求)。如果我忘记了这一点，例如使用另一个成员:

u.i=0;  // ouch!!! this is not the active member : what happens to the string ?

然后我有未定义的行为(实际上，s 现在已损坏，不再可能恢复存储字符的内存)。你也可以想象相反的情况。假设事件成员是 i，我现在想使用字符串:

u.s="goodbye";  // thinks that s is an active valid string which is no longer the case

在这里，编译器假设我知道 s 是事件成员。但由于 s 不是正确初始化的字符串，执行复制运算符也会导致未定义的行为。

Demo of what you should not do

如何做对？

标准是这样解释的:

If M has a non-trivial destructor and N has a non-trivial constructor (for instance, if they declare or inherit virtual functions), the active member of u can be safely switched from m to n using the destructor and placement new-expression as follows: 

u.m.~M();
new (&u.n) N;

所以在我们讨厌的例子中，以下是可行的:

u.s.~string(); // properly end the life of s
u.i=0;  // this is now the active member   
           // no need to end life of an int, as it has a trivial destructor 
new (&u.s) string("goodbye");  // placement new  
cout << u.s <<endl;

Demo of how to (almost) do it right

关于c++ - union 活跃成员背后的理由，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/46933166/

ampunioncodeltsectionc++unions

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