聯合型別(union type )

2021-09-03 09:52:13 字數 1588 閱讀 8226

電腦科學中,union指的是乙個包含多種型別或者格式的值,或者資料結構包含這樣的值。一些程式語言支援特殊的資料型別——union型別。換句話說,union型別的定義,規定了哪些型別儲存在一起。比如,浮點或者長整型。相對於record型別,record型別定義為包含乙個float和乙個整型。而union則在乙個時刻只能體現一種值。

此處提及的untion型別主要指untagged unions.與之相對的是tagged unions.

由於使用上的限制,untagged union型別通常只出現型別不安全的語言,或者以一種不安全的方法使用(c中)。對於tagged union型別來說,他們的優勢在於不需要空間來儲存tag。

union和structure的區別

從記憶體的角度來說,union就是乙個類,只不過,它所包含的所以的資料成員都在同乙個位址上。因此union物件的大小就是它所包含的資料型別中最大的那個。

而結構,所有的成員儲存在連續的記憶體位址上,結構的大小就是所有成員型別大小的和。

在某些場合下,為了更有效的利用記憶體空間,程式邏輯必須確保讀取的值是最新寫的值。不然轉型的時候可能會有異常丟擲。下圖是乙個結構和union的記憶體分配示意圖:

+-----+-----+

struct

gives | a | b |

+-----+-----+^^

||memory location:

150154

| v

+-----+

union

gives | a |

| b |

+-----+

結構主要用在在當物件有多個物件組成,比如由2個整型組成,比如下面的x,y是並列的。

typedef struct tpoint;

union則用於乙個物件可以是任何型別,但是同一時間只能是一種型別,就和type-less儲存系統那樣。

typedef enum ttype;

typedef struct

} tval;

tagged union,也稱作variant, variant record, discriminated union。tagged union和untagged union一樣,也是一種資料型別,它可以接受多種不同的,但是固定的型別。同時間只有一種型別可以使用。tag 欄位顯式的表明哪乙個在使用。可以認為是乙個帶有幾個"case"的型別。當操作這種型別是,每乙個case都要正確的處理。和普通的union型別一樣,tagged union也是每個型別重疊使用儲存區域。

tagged union在函式式語言中諸如ml和haskell中是一種重要的型別,有時也稱做變體,編譯器能驗證tagged union中的所有的case,避免型別錯誤。tagged union通常和constructor這個概念一起出現。此處constructor不是指類的構造器。constructor生成 tagged union的值,初始化tag值。

tagged union對於untagged union的優勢在於訪問tagged union是安全的。untagged union依靠程式邏輯來保證訪問是安全的。tagged unions的缺點就是tag需要佔據空間。

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