C++ 联合体、结构体、成员类型

Question

如果我有一个类：

class Odp
{
    int i;
    int b;
    union
    {
         long f;
         struct
         {
               WCHAR* pwszFoo;
               HRESULT hr;
         };
    };

}

联合（Union）表示，在所列出的所有值中，它一次只能采用其中一个值？在访问这些变量方面，它是如何工作的？我如何直接访问 hr？如果我设置了 hr，那么如果我尝试访问 f 会发生什么？

- Nick Heiner

Answer 1

这是C++标准中非常棘手的领域——基本上，根据标准，联合实例在任何时候只能被视为包含一个“活动”的成员——最后一个写入它的成员。因此：

union U {
   int a;
   char c;
};

那么：

U u;
u.a = 1;
int n = u.a;
u.c = 2;
char c = u.c;

是可以的，但是：

U u;
u.a = 1;
char c = u.c;

实际上，无论是使用nullptr还是NULL都没有问题。但是，已经有大量现有的代码表明两者都可以。在任何情况下，包括无效访问时，都不会抛出异常。C++语言异常处理非常少用。

基本上，如果你在C++代码中使用union来处理除了C库之外的任何东西，那么就有问题了。

- anon

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+1 -- 但即使对于C库，大多数情况下也可以使用reinterpret_cast而不是联合。 - Billy ONeal

Answer 2

每次你设置（写入）联合体的成员时，你实际上使其“活动”。你只能读取当前活动的联合体成员。这意味着你需要记住每个时刻哪个成员是活动的。

尝试访问非活动成员会导致未定义的行为。

还要注意，你的代码不符合C++标准。C++中没有“匿名结构体”的概念。你的结构体成员必须有一个名称。如果你的编译器接受它，那么它只是你特定编译器支持的非标准扩展。

- AnT stands with Russia

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嗯...我知道结果会返回未定义的数据，但据我所知，访问其他成员不应该像访问空指针的目标那样导致未定义行为。 - Billy ONeal

@Billy ONeal：是的，出于显而易见的原因，应该这样做。由于这些类型通常没有关系，因此其他（非活动）成员很容易出现陷阱表示，这就是行为未定义的主要和明显的原因。 - AnT stands with Russia

“trap representation” <-- 以前从未听说过这个。+1 - Billy ONeal

Answer 3

使用 union 时，同一块内存空间将用于表示任何给定时间的单个成员。因此，如果您拥有联合体的实例并设置了 hr 的值，那么如果您尝试读取 f 的值，则会得到垃圾值。

尝试使用以下方法访问 hr：

union a;
a.hr = NULL;

- Justin Ethier

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那么这是程序员的责任来防范它，还是会抛出异常？ - Nick Heiner

@Rosarch：这是C语言的一个特性；C语言没有异常处理机制。使用联合体需要自行承担风险 :) - Billy ONeal

不会抛出异常；程序员需要确保它们正在访问 union 的正确成员。 - Justin Ethier

Answer 4

这意味着您可以访问与长整型或结构体相同的内存。

要访问hr：

Odp o1;
o1.hr;

有趣的链接：http://www.cplusplus.com/forum/general/18816/

- John Weldon

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在这种情况下，结构体没有名称。我该如何访问它？ - Nick Heiner

@Rosarch：在 C 语言中，从技术上讲这是非法的。但在 C++ 中是合法的，此时名称会作为 class Odp 的成员暴露出来。 - Billy ONeal

@Billy ONeal：不正确。在C++中，“匿名结构体”是非法的。C++支持匿名联合体，但不支持匿名结构体。OP的声明是不合法的。 - AnT stands with Russia

@John Weldon：你回答中的链接没有提供任何信息，直到你看到“jsmith”的帖子，他正确地指出了代码是非法的。 - AnT stands with Russia

@John Weldon：在您的答案中，Odp o1(); 声明了一个函数，而不是一个对象。我认为这不是您的意图。 - AnT stands with Russia

Answer 5

联合体将为联合体中最大的类型（thing）分配足够的内存。因此，您可能有许多具有大型内存占用的对象类型，并且您只会一次将其中一个传递到代码中的其他位置。联合体使您能够这样做。它比传递void指针高一步。在任何情况下，您都需要想出一种方法来知道存储在联合体实例中的内容。下面的代码是通过将联合体包装在结构中来实现这一点的简单方法。该结构定义了一个枚举以标识联合体使用的项目，并提供了一个存储枚举类型的位置。

    union UnionItem {
      int a;
      float b;
      double c;
   };

   struct UnionObj {
      enum Type{
         I, F, D
      };
      Type t;
      UnionItem item;
   };

   UnionObj o;
   o.item.b = 2.3f;
   o.t = UnionObj::F;

   // Usually the UnionObj would be passed to other functions or methods.

   switch (o.t) {
   case UnionObj::I:
      cout << o.item.a;
      break;
   case UnionObj::F:
      cout << o.item.b;
      break;
   case UnionObj::D:
      cout << o.item.c;
      break;
   default:
      cout << "Something wrong!";
   }

- Scott

Answer 6

尝试访问“f”将会给你一些结果。它很可能是联合中其他成员作为“f”的数据类型的表示形式，即在这种情况下，你可能会读取“pwszFoo”表示为“long”数据类型的部分或全部内容。通用概念很简单-联合成员在内存中共享相同的位置。

- ivan.ukr