第二章 用户自定义类型

• 2.4 联合

2.4 联合

union是一种特殊的struct，它的所有成员被分配在同一块内存区域中，因此，联合实际占用的空间就是它最大的成员所占的空间。自然，在某个时刻，一个union中只能保存一个成员的值。例如，一个符号表表项结构保存一个名字和一个值，值可以是一个Node*或一个int：

enum Type {ptr, num};	//一个Type可以保存值ptr和num
struct Entry{
	string name;		//string是一个标准库类型
	Type t;
	Node* p;			//如果t==str，则使用p
	int i;				//如果t==num，则使用i
};
void f(Entry* pe){
	if(pe->t == num)
		cout<<pe->i;
	//...
}

因为p和i永远不会同时使用，所以浪费了内存空间。通过将两者定义为一个union的成员，可以很容易解决该问题，如下所示：

union Value{
	Node* p;
	int i;
};

C++不会记录一个union保存了哪种值，因此程序员必须自己做这个工作：

struct Entry{
	string name;
	Type t;
	Value v;
};
void f(Entry* pe){
	if(pe->t == num)
		cout<<pe->v.i;
	//...
}

维护类型域(type field，在本例中是t)与union中所存类型的对应关系很容易出错。为了避免错误，我们可以强制这种对应关系——将联合和类型域封装在一个类中、只允许通过能正确使用联合的成员函数来访问它们。在应用层面上，依赖这种标记联合(tagged union)的抽象很常见也很有用。我们应尽量少地使用“裸”union。

在大多数情况下，我们可以使用标准库类型variant来避免直接使用union。一个variant保存一组可选类型中一个类型的值。例如，一个variant<Node*, int>可以保存一个Node*或一个int。

使用variant，Entry的例子可改写为：

struct Entry{
	string name;
	variant<Node*,int> v;
};
void f(Entry* pe){
	if(holds_alternative<int>(pe->v ))		//*pe保存一个int吗？
		cout<<get<int>(pe->v);				//获取一个int
	//...
}

对于很多应用，使用variant都比使用union更简单、更安全。