二級考試:C++中使用union的幾點(diǎn)思考

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這段時間整理舊資料,看到一些文章,雖然講的都是些小問題,不大可能用到,但也算是一個知識點(diǎn),特整理出來與大家共享。與此相關(guān)的那篇文章的作者的有些理解是錯誤的,我寫此文,也是糾正為了作者的一些錯誤認(rèn)識。當(dāng)然,如果我的理解有任何錯誤,也懇請大家批評指正。
    C++雖說被B.S.稱作一門新語言,但它畢竟與C有著千絲萬縷的聯(lián)系,雖然B.S.一再堅(jiān)持,但我還是愿意把C++看作是C ++。
    我們應(yīng)該按照C中的convention去使用union,這是我這篇文章要給出的觀點(diǎn)。雖然C++使得我們可以擴(kuò)展一些新的東西進(jìn)去,但是,我建議你不要那樣去做,看完這篇文章之后,我想你大概也是這么想的。
    C由于沒有類的概念,所有類型其實(shí)都可以看作是基本類型的組合,因此在union中包含struct也就是一件很自然的事情了,到了C++之后,既然普遍認(rèn)為C++中的struct與class基本等價,那么union中是否可以有類成員呢?先來看看如下的代碼:
    struct TestUnion
    {
    TestUnion() {}
    };
    typedef union
    {
    TestUnion obj;
    } UT;
    int main (void)
    {
    return 0;
    }
    編譯該程序,我們將被告知:
    error C2620: union ‘__unnamed‘ : member ‘obj‘ has user-defined constructor or non-trivial default constructor
    而如果去掉那個什么也沒干的構(gòu)造函數(shù),則一切OK。
    為什么編譯器不允許我們的union成員有構(gòu)造函數(shù)呢?我無法找到關(guān)于這個問題的比較權(quán)威的解釋,對這個問題,我的解釋是:
    如果C++標(biāo)準(zhǔn)允許我們的union有構(gòu)造函數(shù),那么,在進(jìn)行空間分配的時候要不要執(zhí)行這個構(gòu)造函數(shù)呢?如果答案是yes,那么如果TestUnion的構(gòu)造函數(shù)中包含了一些內(nèi)存分配操作,或者其它對整個application狀態(tài)的修改,那么,如果我今后要用到obj的話,事情可能還比較合理,但是如果我根本就不使用obj這個成員呢?由于obj的引入造成的對系統(tǒng)狀態(tài)的修改顯然是不合理的;反之,如果答案是no,那么一旦我們今后選中了obj來進(jìn)行操作,則所有信息都沒有初始化(如果是普通的struct,沒什么問題,但是,如果有虛函數(shù)呢?)。更進(jìn)一步,假設(shè)現(xiàn)在我們的union不是只有一個TestUnion obj,還有一個TestUnion2 obj2,二者均有構(gòu)造函數(shù),并且都在構(gòu)造函數(shù)中執(zhí)行了一些內(nèi)存分配的工作(甚至干了很多其它事情),那么,如果先構(gòu)造obj,后構(gòu)造obj2,則執(zhí)行的結(jié)果幾乎可以肯定會造成內(nèi)存的泄漏。
    鑒于以上諸多麻煩(可能還有更多麻煩),在構(gòu)造union時,編譯器只負(fù)責(zé)分配空間,而不負(fù)責(zé)去執(zhí)行附加的初始化工作,為了簡化工作,只要我們提供了構(gòu)造函數(shù),就會收到上面的error。
    同理,除了不能加構(gòu)造函數(shù),析構(gòu)函數(shù)/拷貝構(gòu)造函數(shù)/賦值運(yùn)算符也是不可以加。
    此外,如果我們的類中包含了任何virtual函數(shù),編譯時,我們將收到如下的錯誤信息:
    error C2621: union ‘__unnamed‘ : member ‘obj‘ has copy constructor
    所以,打消在union中包含有構(gòu)造函數(shù)/析構(gòu)函數(shù)/拷貝構(gòu)造函數(shù)/賦值運(yùn)算符/虛函數(shù)的類成員變量的念頭,老老實(shí)實(shí)用你的C風(fēng)格struct吧!
    不過,定義普通的成員函數(shù)是OK的,因?yàn)檫@不會使得class與C風(fēng)格的struct有任何本質(zhì)區(qū)別,你完全可以將這樣的class理解為一個C風(fēng)格的struct + n個全局函數(shù)。
    現(xiàn)在,再看看在類中包含內(nèi)部union時會有什么不同。看看下面的程序,并請注意閱讀程序提示:
    class TestUnion
    {
    union DataUnion
    {
    DataUnion(const char*);
    DataUnion(long);
    const char* ch_;
    long l_;
    } data_;
    public:
    TestUnion(const char* ch);
    TestUnion(long l);
    };
    TestUnion::TestUnion(const char* ch) : data_(ch) // if you want to use initialzing list to initiate a nested-union member, the union must not be anonymous and must have a constructor。
    {
    }
    TestUnion::TestUnion(long l) : data_(l)
    {
    }
    TestUnion::DataUnion::DataUnion(const char* ch) : ch_(ch)
    {
    }
    TestUnion::DataUnion::DataUnion(long l) : l_(l)
    {
    }
    int main (void)
    {
    return 0;
    }
    正如上面程序所示,C++中的union也可以包含構(gòu)造函數(shù),但是,這雖然被語言所支持,但實(shí)在是一種不佳的編程習(xí)慣,因此,我不打算對上面的程序進(jìn)行過多的說明。我更推薦如下的編程風(fēng)格:
    class TestUnion
    {
    union DataUnion
    {
    const char* ch_;
    long l_;
    } data_;
    public:
    TestUnion(const char* ch);
    TestUnion(long l);
    };
    TestUnion::TestUnion(const char* ch)
    {
    data_。ch_ = ch;
    }
    TestUnion::TestUnion(long l)
    {
    data_。l_ = l;
    }
    int main (void)
    {
    return 0;
    }
    它完全是C風(fēng)格的