C++11中union的使用方法示例

前言

union即为联合，它是一种特殊的类。通过关键字union进行定义，一个union可以有多个数据成员。例如

union Token{
char cval;
int ival;
double dval;
};

c++11中union除了继承c语言的数据共享内存之外，行为上越来越像一个类，比如成员默认是public类型。

在C++11以后，很多基础语法都进行了修正。其中 union 的行为向类对象进行了发展，在兼容原有语法定义的基础上进行了扩充：

• union可以拥有成员函数(包含构造函数和析构函数)，但是不能有虚函数
• union不能参与继承，不能成为基类也不能成为子类
• union的成员对象不能为引用类型

对于全部成员都是 build-in 的 union 类，还可以向以往一样进行使用：

#include <iostream>
#include <cstdint>
union S
{
 std::int32_t n;  // 占用4字节
 std::uint16_t s[2]; // 占用4字节
 std::uint8_t c;  // 占用1字节
};      // 整体占用4字节
 
int main()
{
 S s = {0x12345678}; // 初始化第一个成员，当前s.n为活跃成员
 // 于此点，读取 s.s 或 s.c 是未定义行为
 std::cout << std::hex << "s.n = " << s.n << '\n';
 s.s[0] = 0x0011; // s.s 现在是活跃成员
 // 在此点，读取 s.n 或 s.c 是未定义行为
 std::cout << "s.c is now " << +s.c << '\n' // 11 or 00, 依赖平台实现
    << "s.n is now " << s.n << '\n'; // 12340011 or 00115678
}

对于全部包含非 built-in 的 union 类，则：

1. 如果非静态(non-static)成员带有非平凡的特殊(non-trivial special)成员函数(自定义的：复制/移动构造函数，复制/移动赋值函数，析构函数)，则该 union 类的默认相关的复制/移动构造函数、复制/移动赋值函数、析构函数都会被删除，如果需要的话，要求用户自己定义实现，如果用户没有自己定义，则不能进行相关的复制/移动操作
2. 如果非静态(non-static)成员带有非平凡的特殊(non-trivial special)构造函数(自定义的构造函数)，则该 union 类的默认构造函数会被删除，如果需要的话，要求用户自己定义实现，如果用户没有自己定义，则不能该 union 类不能进行实例化。
3. 至多一个变体成员能拥有默认成员初始化值
4. 不能有静态成员数据(这个很奇怪，在clang上会报链接错误而不是语法错误)，但是可以有静态成员函数
5. 全部成员的访问控制都是 public

第1、2点的意思是，如果成员数据类型是非平凡的(non-trivial)，则 union 类需要定义相关的构造函数、复制函数、移动构造、移动赋值函数、析构函数等。

union A {
 int a;
 double b;
 std::string c;
 A() : c("111") {} // 因为std::string拥有是非平凡的的数据类型，
 ~A() {}   // 则A必须自定义构造函数和析构函数，否则无法进行实例化
     // 如果想实现复制语义，还得自定义复制(构造)函数
};

第3点的意思是：

union A {
 int a;
 double b;
 std::string c = "abc"; // 只有一个成员数据能拥有这种初始化值
 ~A(){};
};

总结