什么时候应该使用工会?我们为什么需要它们?
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当你有一个函数,你返回的值可以不同,这取决于函数做了什么,使用联合。
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这里有一个来自我自己代码库的联合的例子(来自记忆和转述,所以可能不准确)。它被用来在我构建的解释器中存储语言元素。例如,以下代码:
set a to b times 7.
由以下语言元素组成:
[设置]符号 可变[a] 符号[到] 可变[b] 符号[时报] 康斯坦[7] 符号[。]
语言元素被定义为“#define”值,如下:
#define ELEM_SYM_SET 0
#define ELEM_SYM_TO 1
#define ELEM_SYM_TIMES 2
#define ELEM_SYM_FULLSTOP 3
#define ELEM_VARIABLE 100
#define ELEM_CONSTANT 101
下面的结构被用来存储每个元素:
typedef struct {
int typ;
union {
char *str;
int val;
}
} tElem;
然后,每个元素的大小是最大联合的大小(typ为4字节,联合为4字节,尽管这些是典型值,但实际大小取决于实现)。
为了创建一个“set”元素,你可以使用:
tElem e;
e.typ = ELEM_SYM_SET;
为了创建一个“variable[b]”元素,你可以使用:
tElem e;
e.typ = ELEM_VARIABLE;
e.str = strdup ("b"); // make sure you free this later
为了创建一个常量[7]元素,你可以使用:
tElem e;
e.typ = ELEM_CONSTANT;
e.val = 7;
你可以很容易地将其扩展为包含浮点数(float flt)或有理数(struct ratnl {int num;Int denom;})和其他类型。
基本前提是str和val在内存中不是连续的,它们实际上是重叠的,所以这是一种在同一块内存上获得不同视图的方法,如图所示,其中结构基于内存位置0x1010,整数和指针都是4字节:
+-----------+
0x1010 | |
0x1011 | typ |
0x1012 | |
0x1013 | |
+-----+-----+
0x1014 | | |
0x1015 | str | val |
0x1016 | | |
0x1017 | | |
+-----+-----+
如果只是在一个结构中,它看起来会是这样的:
+-------+
0x1010 | |
0x1011 | typ |
0x1012 | |
0x1013 | |
+-------+
0x1014 | |
0x1015 | str |
0x1016 | |
0x1017 | |
+-------+
0x1018 | |
0x1019 | val |
0x101A | |
0x101B | |
+-------+
COM接口中使用的VARIANT呢?它有两个字段——“type”和一个包含实际值的联合,该值根据“type”字段进行处理。
很难想出需要这种灵活结构的特定场合,也许在发送不同大小消息的消息协议中,但即使在这种情况下,也可能有更好、更适合程序员的替代方案。
联合有点像其他语言中的变体类型——它们一次只能保存一个东西,但这个东西可以是int型,浮点型等,这取决于你如何声明它。
例如:
typedef union MyUnion MYUNION;
union MyUnion
{
int MyInt;
float MyFloat;
};
MyUnion将只包含一个int或一个float,这取决于你最近设置的。所以这样做:
MYUNION u;
u.MyInt = 10;
U现在持有int = 10;
u.MyFloat = 1.0;
U现在持有一个等于1.0的浮点数。它不再持有int型。显然,如果你尝试printf("MyInt=%d" u.MyInt);那么你可能会得到一个错误,尽管我不确定具体的行为。
联合的大小由其最大字段的大小决定,在本例中为float。
联合通常用于整数和浮点数的二进制表示之间的转换:
union
{
int i;
float f;
} u;
// Convert floating-point bits to integer:
u.f = 3.14159f;
printf("As integer: %08x\n", u.i);
尽管根据C标准,这在技术上是未定义的行为(您只应该阅读最近编写的字段),但它将在几乎任何编译器中以定义良好的方式起作用。
联合有时也被用来实现C语言中的伪多态性,通过给一个结构一些标记来指示它包含什么类型的对象,然后将可能的类型联合在一起:
enum Type { INTS, FLOATS, DOUBLE };
struct S
{
Type s_type;
union
{
int s_ints[2];
float s_floats[2];
double s_double;
};
};
void do_something(struct S *s)
{
switch(s->s_type)
{
case INTS: // do something with s->s_ints
break;
case FLOATS: // do something with s->s_floats
break;
case DOUBLE: // do something with s->s_double
break;
}
}
这使得struct S的大小只有12字节,而不是28字节。
工会是伟大的。我所见过的联合的一个聪明用法是在定义事件时使用它们。例如,您可能决定一个事件是32位的。
现在,在这32位中,您可能希望将前8位指定为事件发送方的标识符……有时你要把事件作为一个整体来处理,有时你要剖析它并比较它的组成部分。工会让你可以灵活地做到这两点。
union Event { unsigned long eventCode; unsigned char eventParts[4]; };