Структуры и объединения
По определению структура - это класс, все члены которого общие, т.е. описание
struct s { ...
это просто краткая форма описания
class s { public: ...
Поименованное объединение определяется как структура, все члены которой имеют один и тот же адрес ($$R.9.5). Если известно, что в каждый момент времени используется значение только одного члена структуры, то объявив ее объединением, можно сэкономить память. Например, можно использовать объединение для хранения лексем транслятора С:
union tok_val {
char* p; // строка
char v[8]; // идентификатор (не более 8 символов)
long i; // значения целых
double d; // значения чисел с плавающей точкой
};
Проблема с объединениями в том, что транслятор в общем случае не знает, какой член используется в данный момент, и поэтому контроль типа невозможен. Например:
void strange(int i)
{
tok_val x;
if (i)
x.p = "2";
else
x.d = 2;
sqrt(x.d); // ошибка, если i != 0
}
Кроме того, определенное таким образом объединение нельзя инициализировать таким кажущимся вполне естественным способом:
tok_val val1 = 12; // ошибка: int присваивается tok_val
tok_val val2 = "12"; // ошибка: char* присваивается tok_val
Для правильной инициализации надо использовать конструкторы:
union tok_val {
char* p; // строка
char v[8]; // идентификатор (не более 8 символов)
long i; // значения целых
double d; // значения чисел с плавающей точкой
tok_val(const char*); // нужно выбирать между p и v
tok_val(int ii) { i = ii; }
tok_val(double dd) { d = dd; }
};
Эти описания позволяют разрешить с помощью типа членов неоднозначность при перегрузке имени функции (см. $$4.6.6 и $$7.3). Например:
void f()
{
tok_val a = 10; // a.i = 10
tok_val b = 10.0; // b.d = 10.0
}
Если это невозможно (например, для типов char* и char[8] или int и char и т.д.), то определить, какой член инициализируется, можно, изучив инициализатор при выполнении программы, или введя дополнительный параметр. Например:
tok_val::tok_val(const char* pp)
{
if (strlen(pp) <= 8)
strncpy(v,pp,8); // короткая строка
else
p = pp; // длинная строка
}
Но лучше подобной неоднозначности избегать.
Стандартная функция strncpy() подобно strcpy() копирует строки, но у нее есть дополнительный параметр, задающий максимальное число копируемых символов.
То, что для инициализации объединения используются конструкторы, еще не гарантирует от случайных ошибок при работе с объединением, когда присваивается значение одного типа, а выбирается значение другого типа. Такую гарантию можно получить, если заключить объединение в класс, в котором будет отслеживаться тип заносимого значения :
class tok_val {
public:
enum Tag { I, D, S, N };
private:
union {
const char* p;
char v[8];
long i;
double d;
};
Tag tag;
void check(Tag t) { if (tag != t) error(); }
public:
Tag get_tag() { return tag; }
tok_val(const char* pp);
tok_val(long ii) { i = ii; tag = I; }
tok_val(double dd) { d = dd; tag = D; }
long& ival() { check(I); return i; }
double& fval() { check(D); return d; }
const char*& sval() { check(S); return p; }
char* id() { check(N); return v; }
};
tok_val::tok_val(const char* pp)
{
if (strlen(pp) <= 8) { // короткая строка
tag = N;
strncpy(v,pp,8);
}
else { // длинная строка
tag = S;
p = pp; // записывается только указатель
}
}
Использовать класс tok_val можно так:
void f()
{
tok_val t1("короткая"); // присваивается v
tok_val t2("длинная строка"); // присваивается p
char s[8];
strncpy(s,t1.id(),8); // нормально
strncpy(s,t2.id(),8); // check() выдаст ошибку
}
Описав тип Tag и функцию get_tag() в общей части, мы гарантируем, что тип tok_val можно использовать как тип параметра. Таким образом, появляется надежная в смысле типов альтернатива описанию параметров с эллипсисом. Вот, например, описание функции обработки ошибок, которая может иметь один, два, или три параметра с типами char*, int или double:
extern tok_val no_arg;
void error(
const char* format,
tok_val a1 = no_arg,
tok_val a2 = no_arg,
tok_val a3 = no_arg);
