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- CppUnions in C++
Union: A Special Class Type
在 C++ 中，大多数人可能都知道 class 和 struct 的类类型，但是许多人会忽略 union 也是一种类类型，这是因为 C++ 中的联合体也可以拥有自己的成员函数（包括构造和析构函数）。但它的使用是特别的，因为其特性，联合体类 union 内每次只能有一个活跃的成员。
由于联合体需要保证类内任何一个成员都能够被访问到，所以联合体类型至少要和类内最大的数据成员的大小一样大，通常等于联合体类内最大的数据成员的大小。当我们访问联合体类时，其类内的每个数据成员都会像是类内唯一的数据成员。
union 的一个简单用例如下，我们用 union 定义了一个联合体类型 U。其中有三个数据成员：
#include <iostream>
union U{ // public access by default
int u_i; // 4 bytes
short u_s; // 2 bytes, hold integer number no bigger than 65535
float u_f; // 4 bytes
}; // thus the size of U class is 4 bytes
int main(){
U u = {65536}; // initializes the first member u.u_i
// U u.u_i = {65536};
std::cout << u_i << std::endl
<< u_s << std::endl
<< u_f << std::endl;
return 0;
}
输出：
65536
0
9.18355e-41
上面的代码中，我们定义了一个包含三个数据成员的 union 类。在 union 中，所有的数据变量都共享一个地址，但是它们访问数据的方式和大小各不相同。我们初始化了第一个成员 u_i，这意味着剩下的两个变量的状态在此时是未定义的。这也就不难理解为什么我们会得到如此奇怪的输出。
在一时刻， union 的内存布局如下所示：
因为 short 类型大小为两个字节，所以即使 short 和 int 都表示整型数，在赋值 65536 时，short 仍然不能访问高二字节地址的数据。而 float 数据的访问方式又与整型数有所不同，我们会得到不一样的结果。如果后面我们对 u_s 进行赋值，那么 u_i 的生命周期也就随之结束。
以上是联合体最常用的方式。这样做有什么好处？节省内存。
Some Rules to Obey in Union Class
作为一种特殊的类， union 可以拥有自己的成员函数。但需要注意的是 union 不允许继承和派生，因此也不允许出现虚函数。union 中，拷贝构造函数、移动构造函数、拷贝赋值运算符、移动赋值运算符和析构函数默认会被删除。除非显式地定义这些函数。
Anonymous Unions
匿名联合体是匿名的，它不能有任何成员函数、静态数据成员而且所有的数据成员都需要是公有的。匿名联合体必须定义在作用域 (scope) 中，而且其成员不能与作用域中已声明的名字冲突。接着上面的例子，它的匿名联合体会是这样的：
#include <iostream>
namespace U {
long u_l;
union { // public access by default
int u_i; // 4 bytes
short u_s; // 2 bytes, holds integer numbers no bigger than 65535
float u_f; // 4 bytes
// long u_l; // not allowed
} static; // anonymous unions at namespace scope must be static
}
int main() {
U::u_i = 65536; // initializes the first member myspace::u_i
std::cout << U::u_i << std::endl
<< U::u_s << std::endl
<< U::u_f << std::endl;
return 0;
}
如果在一个函数的作用域中，匿名函数就是这样的：
#include <iostream>
int main() {
union { // public access by default
int u_i; // 4 bytes
short u_s; // 2 bytes, holds integer numbers no bigger than 65535
float u_f; // 4 bytes
};
u_i = 65536; // initializes u_i
std::cout << u_i << std::endl
<< u_s << std::endl
<< u_f << std::endl;
return 0;
}