|
|
强制类型转换
C/C++ 为我们提供了强制类型转换，使得我们可以把一块内存看成int，看成double......
例如下面的代码，我们有个4个字节的数组，然后告诉编译器。
请把 data 看成一个int* 的指针，并且往里面写入值。
char data[4];
*(int*)data = 114514;
cout << *(int*)data << endl;
*(float*)data = 1919.810;
cout << *(float*)data << endl;
输出
114514
1919.81 也就是，data[4] 用来保存了int和float ，当然了不能同时存在。
union介绍
而C语言本身就提供了一个类似的东西。
union U
{
int x;
float y;
};
int main()
{
U u;
u.x = 114;
cout << u.x << endl;
u.y = 5.14;
cout << u.y << endl;
}
输出
114
5.14 实际上就是两个变量共用同一块内存。
如果是多个变量的话，union的大小就为最大的那一个变量。
union U1
{
int x;
float y;
double z;
};
union U2
{
int arr[10];
double z;
};
int main()
{
cout << sizeof(U1) << endl;
cout << sizeof(U2) << endl;
}
当然，我们也可以union里面放个结构体。里面的结构体是需要满足内存对齐的。
union U
{
struct node
{
int x;
long long y;
}u;
double z;
};
int main()
{
cout << sizeof(U) << endl;
cout << sizeof(U::node) << endl;
}
输出
16
16 <hr/>union查看内存分布
比如，我想看看一个int的数，或者一个结构体，其内存中的样子。
我们就可以利用union
union U
{
unsigned char bits[4];
int num;
};
int main()
{
U x;
x.num = 64;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
cout<<bitset<8>(x.bits) << &#34; &#34;;
}
cout << endl;
x.num = 114514;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
cout << bitset<8>(x.bits) << &#34; &#34;;
}
}
输出
01000000 00000000 00000000 00000000
01010010 10111111 00000001 00000000 结构体同理。
union优化短字符串
在字符串中，一般情况下比较相等，我们都是通过比较哈希值的。
而有些库中，对于长度比较短的字符串是有单独的优化的。
比如对于长度小于等于8的短字符串。可以这样
struct short_str
{
union
{
unsigned long long hs;
char s[8];
};
};
这里我们用到了匿名union，就是不给这个union名字，但是还是可以访问到数据
然后
int main()
{
short_str s;
memcpy(s.s, &#34;hello&#34;, 6);
cout << s.s << endl;
cout << s.hs << endl;
}
输出
hello
14757170557546685800 我们可以快速的获得短字符串的哈希值(把这个ull看成哈希值)，就能快速的比较两个短字符串是否相等了。
union取别名
在一些二维的问题中，一般都是，定义点，然后点构成了线。
struct point {
int x, y;
};
struct line {
point p1, p2;
};
如果我们需要访问具体的数据就要 name.p1.x 这样，比较麻烦。
但我们可以利用union
struct point{
int x, y;
};
struct line{
union {
struct {
point p1, p2;
};
int arr[4];
};
};
int main()
{
line L = {114,514,1919,810};
cout << L.p1.x << &#34; &#34; << L.p1.y << endl;
for (int i = 0; i < 4; i++)L.arr = i;
cout << L.p1.x << &#34; &#34; << L.p1.y << endl;
cout << L.p2.x << &#34; &#34; << L.p2.y << endl;
cout << sizeof(line) << endl;
}
输出
114 514
0 1
2 3
16 union实现简易的动态类型
利用union我们可以轻易的写出一个简单的动态类型
struct var{
union {
int iv;
double dv;
char* sv;
};
var(const int& v) :iv{ v } {};
var(const double& v) :dv{ v } {};
var(const char* s) {
int len = strlen(s);
sv = new char[len + 1];
memcpy(sv, s, len + 1);
}
};
int main()
{
var x = 1415;
cout << x.iv << endl;
x = 3.14;
cout << x.dv << endl;
x = &#34;hello world&#34;;
cout << x.sv << endl;
}
输出
1415
3.14
hello world union的缺点
感觉很对是吧，但是如果你如果细心就会发现
我们没有释放new出来的内存
这三个值共享一块内存，如果是int，double那还好都在这里
但是char*呢？
我们没有释放char*指向的内存
也就是后面可能这块内存，后面又变成了int，变成了double，然后又指向了一块new出来的内存
你可以说，那我手动释放呗
那就没意思了。
我们希望实现，union自己就释放内存，也就是可以自动的析构。
显然原生的union做不到这一点，这就是为什么，不推荐union里面塞有析构函数的东西。
但是C++17中引入一个variant ，它可以实现和union类似的效果，并且会自动析构。
后面我会写一个如何实现variant的教程，不过这需要你有一定的模板元编程的知识
严格鸽：现代C++学习 模板元编程入门 |
|
发表于 2023-1-16 08:59:29