c++ - 是否可以将多个对象放在一个联合中？

Question

如果我有这个怎么办：

union{
    vector<int> intVec ;
    vector<float> floatVec ;
    vector<double> doubleVec ;
} ;

当然，我将只使用 3 个向量中的一个。但是......当所有 3 个向量都被构造时会发生什么？
3个向量的构造函数会相互干扰吗？（因为它们3在同一个内存地址中）

谢谢。

Answer 1

当前的 C++ 标准不允许在联合中使用非 POD 类型。您将从以下位置收到此编译器错误gcc：

error: member ‘std::vector<int, std::allocator<int> >
<anonymous union>::i’ with constructor not allowed in union
error: member ‘std::vector<int, std::allocator<int> >
<anonymous union>::i’ with destructor not allowed in union

新的 C++ 标准 ( C++0x ) 提出了不受限制的联合，但它给 C++添加了更多的对象生命周期陷阱。

Answer 2

您不能拥有包含非 POD 类类型的联合。您的示例将无法编译。

您可以将boost::variant其用作 C 联合的安全替代方案。请参阅boost.org 上的文档。但是，您可能会重新考虑您的设计并改用多态性。当然，这取决于您要完成的工作。

Answer 3

来自 C++ 标准，第 9.5 节：

具有非平凡构造函数 (12.1)、非平凡复制构造函数 (12.8)、非平凡析构函数 (12.4) 或非平凡复制赋值运算符 (13.5.3, 12.8) 的类的对象不能成为工会成员，

在这里，对于“非平凡”阅读“有用”:-)

Answer 4

3个向量的构造函数会相互干扰吗？（因为它们3在同一个内存地址中）

C++ 标准不允许你的程序，所以它（充其量！）实现定义发生了什么。

例如，如果您的实现调用所有三个默认构造函数，并且它们都分配内存，并存储指向新分配空间的指针，那么您就有内存泄漏（前两个分配被第三个覆盖）。

如果析构函数都被调用并且它们都释放了“他们的”内存，那么您将进行双重释放（实际上是三重释放）；这可能会破坏分配数据结构，这是一件坏事。如果你崩溃了，你会很高兴，因为如果你不崩溃，调试起来会困难得多。

我认为这些问题可能是标准不允许这样做的原因。

（更有意义的事情可能是只默认构造第一类，但这仍然不明智，只是不那么疯狂......）

Answer 5

现在 C++ 标准支持变体。检查https://en.cppreference.com/w/cpp/utility/variant。

std::variant

在标题中定义

template <class... Types>   
class variant;

^{(C++17 起)}

类模板std::variant代表一个类型安全的union。在任何给定时间的实例std::variant要么保存其替代类型之一的值，要么在错误的情况下 - 没有值（这种状态很难实现，请参阅valueless_by_exception）。

与联合一样，如果变体拥有某个对象类型 T 的值，则 T 的对象表示直接分配在变体本身的对象表示中。不允许变体分配额外的（动态）内存。

不允许变量包含引用、数组或 void 类型。空变体也是格式错误的（std::variant<std::monostate>可以代替使用）。

一个变体被允许多次持有相同的类型，并且持有相同类型的不同的 cv 限定版本。

与聚合初始化期间联合的行为一致，默认构造的变体保留其第一个替代的值，除非该替代不是默认构造的（在这种情况下，变体也不是默认构造的）。辅助类std::monostate可用于使此类变体默认可构造。

Answer 6

您可能想看看Boost.Variant可以包含不同类型的单个值。