Question

除了内存转换技巧之外，还有任何方法可以使用未标记的联合

（显式保存一组不是标记联合的类型之一的数据类型，

即。编译器强制保存一个关联的类型标记，并且可能只允许语言使用以获取正确类型的值）

在容纳它的容器中没有关联的类型标记？

没有标记的联盟对类型联盟有什么其他优势吗？

编辑：显示我在haskell

中标记为union的示例

data U = I Int | S String

在c

中手动标记了union

enum u_types {INT,STRING};
typedef struct {
    u_types tag;
    union u{
    int i;
    char s[STRING_BUFFER_SIZE];
    } d;
}tagged union;

c中未标记的联合

    union u{
    int i;
    char s[STRING_BUFFER_SIZE];
    } d;

Answer 1

无标记联合的一个用途是允许轻松访问较大类型的较小部分：

union reg_a {
  uint32_t    full;
  struct {    /* little-endian in this example */
    uint16_t  low;
    uint16_t  high;
  } __attribute__((__packed__));
};
union reg_a a;
a.full = 0x12345678; /* set all whole 32-bits */
a.high = 0xffff;      /* change the upper 16-bits */

union pix_rgba {
  uint32_t    pix;    /* to access the whole 32-bit pixel at once */
  struct {
    uint8_t   red;    /* red component only */
    uint8_t   green;  /* green component only */
    uint8_t   blue;   /* blue only */
    uint8_t   alpha;  /* alpha only */
  } __attribute__((__packed__));
};

这些用途不一定是完全可移植的，因为它们可能取决于类型，字节序等的具体表示。但是，它们通常足够便携，一个或两个备用版本将涵盖所关注的所有平台，它们非常有用。

当联合存储的内容无论如何都是已知的，即使没有检查标记，并且您不希望存储和更新标记的额外开销，也可以使用未标记的联合。可能在另一个地方的信息，也可能用于其他目的，可能表明联盟中应该包含哪种数据 - 在这种情况下，不需要标记联盟本身。

Answer 2

如果您只计划定义一个变量，或者在结构中使用它，则不需要标记。

例如：

union
{
  int x;
  int y;
} u;

void test(void)
{
  u.x = 10;
}

如果你打算在多个地方使用它，你需要创建一个指向它的指针等，你只需要标记。

注意：上面的答案假设问题是标准所谓的标签。但是，在给出答案后，问题已更新，表明相关标签是一个额外的类型字段，用于记录联合中哪些字段处于活动状态。

Answer 3

你发布的“手动标记”是无效的C语法，我想你的意思是：

typedef enum {INT,STRING} u_types;

typedef struct {
    u_types tag;
    union u{
    int i;
    char s[1];
    } d;
}tagged_union;

请注意，C中struct / union 标记的正式定义是struc / union关键字后面的名称。在第二个示例中，u是联合标记。这让我很困惑。

您所描述的“标记联合”在计算机科学中被称为变体：一个可以容纳多种类型的变量。在编程中，变体通常是不受欢迎的，特别是在C中。它们在MISRA-C：2004，规则18.3和18.4中被禁止。

支持变体的语言，比如VB（可能还有Haskell？）通常表现为：这个变量可以保存任何东西，但你应该小心使用它，因为效率非常低。

在C中，变体不仅效率低，而且存在安全隐患。 MISRA-c在规则18.3中承认这一点：

例如：当程序实际存储另一种类型的值时（例如由于中断），程序可能会尝试从该位置访问一种类型的数据。这两种类型的数据可能在存储中不同地对齐，并且侵占其他数据。因此，每次使用切换时，可能无法正确初始化数据。在并发系统中，这种做法特别危险。

所以问题应该是，标记的联合（变体）是否有任何用途？不，那里没有。我没有在我编写的任何C程序中使用过单个程序，对它们没用。由于C具有void指针，因此在C中创建通用数据类型有更好，更安全的方法：

void ADT_add_generic_type (void* data, some_enum_t type, size_t size);

看看C标准如何实现函数qsort（）和bsearch（）以获得通用C编程的一些很好的例子（ISO 9899：1999 7.20.5.1）：

void *bsearch (const void *key, 
               const void *base, 
               size_t nmemb, 
               size_t size,
               int (*compar)(const void *, const void *));

描述bsearch函数搜索nmemb对象数组，对于元素，其初始元素由base指向匹配key指向的对象。每个元素的大小数组由size指定。

然而，“未标记”的工会的用途有几个。数据协议，打包，硬件寄存器访问等等。请参阅Dmitri的答案以获得一个很好的例子。

Answer 4

这是一个技巧：

static __attribute__((const, always_inline))
int32_t floatToIntBits(float f) {
    union {
        float value;
        int32_t bits;
    };
    value = f;
    return bits;
}

Answer 5

无论您使用void *进行通用实现，都可以使用未标记的联合。由于您使用void *，因此必须从上下文中了解真实对象类型。

这是实现可以存储union { void *ptr; unsigned x; }的通用数据结构的最大可移植方式（在没有uintptr_t的C平台上）。

对于无类型联合（没有类型标签）有什么用途吗？

5 个答案: