c++中class遇上union會(huì)怎么樣

這篇文章主要介紹“c++中class遇上union會(huì)怎么樣”，在日常操作中，相信很多人在c++中class遇上union會(huì)怎么樣問(wèn)題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡(jiǎn)單好用的操作方法，希望對(duì)大家解答”c++中class遇上union會(huì)怎么樣”的疑惑有所幫助！接下來(lái)，請(qǐng)跟著小編一起來(lái)學(xué)習(xí)吧！

由于面向?qū)ο蟮拇嬖冢?在代碼中常常有這樣一種用于存儲(chǔ)屬性的類，類A，類B， 類C，類B繼承自類A，類C繼承自類B。 而類A， 類B， 類C等這些類的實(shí)例都是從socket層傳過(guò)來(lái)的。

作者在設(shè)計(jì)時(shí)為了代碼的復(fù)用性， 采用了如下設(shè)計(jì)：

union object {
       class A         a;
       class B         b;
       class C         c;
};

//read_objectX_from_socket函數(shù)為偽碼， 其實(shí)現(xiàn)為逐個(gè)讀出某個(gè)類的成員， 至于這個(gè)函數(shù)為什么會(huì)是這樣實(shí)現(xiàn)， 這是socket層上的另一個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題了， 暫且不談

void readA(union object &o)
{
       read_objectA_from_socket(o.a);
}

void readB(union object &o)
{
       readA(o);
       read_objectB_from_socket(o.b);
}

void readC(union object &o)

{
       readB(o);
       read_objectC_from_socket(o.c);
}


從上面看出作者對(duì)于C++中的成員變量的內(nèi)存布局相當(dāng)有信心， 才會(huì)想到使用union的方式來(lái)復(fù)用代碼。

假設(shè)這三個(gè)類的成員定義如下：class A {int a;}, class B : public A {int b;}, class C : public B {int c;}.

那么此union中的內(nèi)存布局其實(shí)就是A::a, B::b, C::c。

object::a所占的空間就是A::a在union中所占的內(nèi)存
object::b所占的空間就是A::a和B::b在union中所占的內(nèi)存
object::c所占的空間就是A::a和B::b和B::c在union中所占的內(nèi)存

設(shè)計(jì)者巧妙的利用了union的重疊特性和class的繼承特性來(lái)完成了代碼復(fù)用。

大約在上學(xué)的時(shí)候我也喜歡去hack內(nèi)存布局（當(dāng)然沒(méi)有這種用法這么巧妙）, 后來(lái)我便漸漸不大喜歡這種做法了.

因?yàn)檫@種代碼雖然寫起來(lái)有種炫技的自豪感， 但事實(shí)上一旦出了bug是極難發(fā)現(xiàn)的， 人類在匯編語(yǔ)言基礎(chǔ)之上又發(fā)明了高級(jí)語(yǔ)言， 我想也正是因?yàn)樗麄冇X(jué)得人們需要更多的規(guī)則來(lái)幫人們減少出錯(cuò)的可能性， 所以我后來(lái)便一直主張寫出更多可以讓編譯器檢查出錯(cuò)誤的代碼。

同事踩的坑也正驗(yàn)證了hack內(nèi)存布局易錯(cuò)不易查的事實(shí)。 由于某種偷懶原因， 他實(shí)現(xiàn)了class D : public B {int d;}, class F : public C, public D { int f;}。而readF的實(shí)現(xiàn)代碼如下：


void readF(union object &o)
{
       readC(o);
       readD(o);

       read_objectF_from_socket(o.c);
}


在實(shí)現(xiàn)readD時(shí)代碼看起來(lái)依然正常運(yùn)行， 但是在實(shí)現(xiàn)readF時(shí)， 明明看到有數(shù)據(jù)讀入，但是類F中繼承自C和D的成員總是莫名其妙亂掉（當(dāng)然這不是我發(fā)現(xiàn)的， 這個(gè)bug只是我事后知道的罷了）。

此時(shí)重新看一下union, 那么C::c和D::d占用的是同一片內(nèi)存， 那么其實(shí)在readF中調(diào)用readC和readD時(shí)， 覆蓋的總是同一塊內(nèi)存。

再看class F的內(nèi)存布局應(yīng)該是A::a, b::b, C::c, D::d, f, 也就是說(shuō)整個(gè)readF執(zhí)行下來(lái)， 其實(shí)F::D::d這個(gè)變量從來(lái)就沒(méi)被操作過(guò)， 也就不可能賦值， 由于棧中的隨機(jī)數(shù)， 所以F::D::d這個(gè)變量也就變得隨機(jī)了， 由于object::C::c所占的內(nèi)存總是會(huì)被readC和readD同時(shí)操作。因此看上去數(shù)據(jù)也不那么的有跡可尋。

當(dāng)?shù)谝谎劭吹竭@種設(shè)計(jì)時(shí)， 雖然覺(jué)得不妥， 但是我并沒(méi)有找到一種可以不通過(guò)hack內(nèi)存來(lái)達(dá)到最大代碼復(fù)用的方式。

在下班回來(lái)的路上， 我總覺(jué)得應(yīng)該可以不通過(guò)hack內(nèi)存來(lái)達(dá)到同樣的目的， 終于在快到住的地方時(shí)被我想到的了。 

其實(shí)很簡(jiǎn)單， 之所以想不到一方面是我不常用C++， 另一方面大概是之前看了這段代碼， 一時(shí)間先入為主， 思維沒(méi)有緩過(guò)勁來(lái)。

其實(shí)只需要按照C++最常規(guī)的dynamic_cast就可以完成代碼的最大復(fù)用。

代碼接口大概實(shí)現(xiàn)如下:


void readA(class A *a)
{
       //read a members
}

....

void readD(class F *a)
{
       readB(a);
       //read D members
}

由于是dynamic_cast， 因此編譯器可以幫我們自動(dòng)去計(jì)算每個(gè)成員的偏移量， 避免了手動(dòng)hack可能出現(xiàn)的各種錯(cuò)誤。

btw，使用dynamic_cast的方式僅僅能依靠編譯器發(fā)現(xiàn)這種hack內(nèi)存時(shí)容易出現(xiàn)的bug。 在碰到類似class F這種使用多重繼承機(jī)制的類時(shí)，編譯器僅僅會(huì)報(bào)語(yǔ)法錯(cuò)誤，并不能對(duì)其父類的readX函數(shù)進(jìn)行復(fù)用。

到此，關(guān)于“c++中class遇上union會(huì)怎么樣”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)?lái)更多實(shí)用的文章！