C++中的union介绍

union介绍

　　共用体，也叫联合体，在一个“联合”内可以定义多种不同的数据类型， 一个被说明为该“联合”类型的变量中，允许装入该“联合”所定义的任何一种数据，这些数据共享同一段内存，以达到节省空间的目的。union变量所占用的内存长度等于最长的成员的内存长度。

union与struct比较

先看一个关于struct的例子：

struct student
{
     char mark;
     long num;
     float score;
};

其struct的内存结构如下，sizeof(struct student)的值为12bytes。

下面是关于union的例子：

union test
{
     char mark;
     long num;
     float score;
};

sizeof(union test)的值为4。因为共用体将一个char类型的mark、一个long类型的num变量和一个float类型的score变量存放在同一个地址开始的内存单元中，而char类型和long类型所占的内存字节数是不一样的，但是在union中都是从同一个地址存放的，也就是使用的覆盖技术，这三个变量互相覆盖，而这种使几个不同的变量共占同一段内存的结构，称为“共用体”类型的结构。其union类型的结构如下：

因union中的所有成员起始地址都是一样的，所以&a.mark、&a.num和&a.score的值都是一样的。

不能如下使用：

union test a;
printf("%d", a); //错误

由于a的存储区有好几种类型，分别占不同长度的存储区，仅写共用体变量名a，这样使编译器无法确定究竟输出的哪一个成员的值。

printf("%d", a.mark);  //正确

测试大小端

union的一个用法就是可以用来测试CPU是大端模式还是小端模式：

#include <iostream>
using namespace std;

void checkCPU()
{
    union MyUnion{
        int a;
        char c;
    }test;
    test.a = 1;
    if (test.c == 1)
        cout << "little endian" <<endl;
    else cout << "big endian" <<endl;
}

int main()
{
    checkCPU();
    return 0;
}

举例，代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

union test
{
     char mark;
     long num;
     float score;
}a;

int main()
{
     // cout<<a<<endl; // wrong
     a.mark = 'b';
     cout<<a.mark<<endl; // 输出'b'
     cout<<a.num<<endl; // 98 字符'b'的ACSII值
     cout<<a.score<<endl; // 输出错误值

     a.num = 10;
     cout<<a.mark<<endl; // 输出换行 非常感谢suxin同学的指正
     cout<<a.num<<endl; // 输出10
     cout<<a.score<<endl; // 输出错误值

     a.score = 10.0;
     cout<<a.mark<<endl; // 输出空
     cout<<a.num<<endl; // 输出错误值
     cout<<a.score<<endl; // 输出10

     return 0;
}

C++中union

上面总结的union使用法则，在C++中依然适用。如果加入对象呢？

#include <iostream>
using namespace std;

class CA
{
     int m_a;
};

union Test
{
     CA a;
     double d;
};

int main()
{
     return 0;
}

上面代码运行没有问题。

　　如果在类CA中添加了构造函数，或者添加析构函数，就会发现程序会出现错误。由于union里面的东西共享内存，所以不能定义静态、引用类型的变量。由于在union里也不允许存放带有构造函数、析构函数和复制构造函数等的类的对象，但是可以存放对应的类对象指针。编译器无法保证类的构造函数和析构函数得到正确的调用，由此，就可能出现内存泄漏。所以，在C++中使用union时，尽量保持C语言中使用union的风格，尽量不要让union带有对象。