編碼運(yùn)行環(huán)境：VS2017+Win32+Debug，Win32表示生成32bits的應(yīng)用程序。

結(jié)構(gòu)體（struct）與共用體（union）是C語(yǔ)言中就已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)類型，C++對(duì)他們進(jìn)行了擴(kuò)充，最大的變化是允許在結(jié)構(gòu)和公用體中定義成員函數(shù)。下面將通過(guò)實(shí)例講解二者的特性和用法。

1.struct

以下是一個(gè)使用了結(jié)構(gòu)體的C++程序。

#include <iostream>
using namespace std;

struct Room
{
		int floor;
		int No;
};

struct Student
{
	int age;
	int score;
	Student(int a,int s){
		age=a;
		score=s;
	}
};

int main(int argc,char* argv[])
{

	Room r[3]={{1,101},{2,201},{3,301}};
	Student s(18,89);
	cout<<"the room are:";
	cout<<r[0].floor<<"-"<<r[0].No<<" ";
	cout<<r[1].floor<<"-"<<r[1].No<<" ";
	cout<<r[2].floor<<"-"<<r[2].No<<endl;
	cout<<"the student's age:"<<s.age<<" score:"<<s.score<<endl;
	getchar();
}

程序運(yùn)行結(jié)果：

the room are:1-101 2-201 3-301
the student's age:18 score:89

閱讀以上程序，在C++中使用結(jié)構(gòu)體需要注意以下幾點(diǎn)：

 （1）C++中，結(jié)構(gòu)體是一種真正的數(shù)據(jù)類型，在利用結(jié)構(gòu)定義變量時(shí)，不需要像在C中帶上struct關(guān)鍵字，或先使用typedef struct structname structalias的方式進(jìn)行申明。

（2）C++對(duì)C中的struct進(jìn)行了擴(kuò)充，允許在struct中定義成員函數(shù)。struct中的成員變量和成員函數(shù)也有訪問(wèn)權(quán)限，在class中，默認(rèn)的訪問(wèn)權(quán)限是private，而在struct中默認(rèn)訪問(wèn)權(quán)限是public，這是結(jié)構(gòu)體和類的唯一區(qū)別。struct成員的默認(rèn)訪問(wèn)權(quán)限設(shè)為public是C++保持與C語(yǔ)言兼容而采取的一項(xiàng)策略。

（3）如果struct中沒(méi)有顯示定義任何構(gòu)造函數(shù)，那么結(jié)構(gòu)變量可以像在C語(yǔ)言中那樣用花括號(hào)順序指明數(shù)據(jù)成員的值來(lái)進(jìn)行初始化。但是一旦顯示定義了任何一個(gè)構(gòu)造函數(shù)，就不能用這種方式初始化了。如果在class中只有若干public型的數(shù)據(jù)成員，而沒(méi)有顯示定義任何構(gòu)造函數(shù)，也可以使用花括號(hào)進(jìn)行初始化。

（4）用sizeof運(yùn)算符計(jì)算結(jié)構(gòu)的大小時(shí)，要考慮結(jié)構(gòu)體內(nèi)部變量的對(duì)齊問(wèn)題。

2.union

共用體（union），又名聯(lián)合體，是一種特殊的類，從C語(yǔ)言章繼承而來(lái)，其基本語(yǔ)義沒(méi)有發(fā)生什么變化，只是具有了類的一些特性（允許定義成員函數(shù)）。在實(shí)際的編程實(shí)踐中，使用頻率沒(méi)有struct高。與struct相比，最顯著的區(qū)別是union的數(shù)據(jù)成員共享同一段內(nèi)存，以達(dá)到節(jié)省空間的目的。

2.1union的基本性質(zhì)

通過(guò)如下程序考察union變量的占用空間，成員賦值時(shí)的相互影響。

#include <iostream>
using namespace std;
union testunion
{
	char c;
	int i;
};

int main(int argc,char* argv[])
{
	cout<<sizeof(testunion)<<endl;
	testunion* pt=new testunion;
	char* p=reinterpret_cast<char*>(pt);
	for(int i=0;i<sizeof(*pt);i++)
		cout<<int(p[i])<<" ";
	cout<<endl;
	cout<<pt->i<<endl;
	pt->c='A';
	cout<<pt->c<<endl;
	for(int i=0;i<sizeof(*pt);i++)
		cout<<int(p[i])<<" ";
	cout<<endl;
	cout<<pt->i<<endl;
	delete pt;
}

程序運(yùn)行結(jié)果：

4
-51 -51 -51 -51
-842150451
A
65 -51 -51 -51
-842150591

可以看出，union testunion變量的體積是4，它是由兩個(gè)數(shù)據(jù)成員中體積較大的一個(gè)（int）類型來(lái)決定的。對(duì)其中一個(gè)數(shù)據(jù)成員的修改，一定會(huì)同時(shí)改變所有其他數(shù)據(jù)成員的值。不過(guò)對(duì)體積較小的數(shù)據(jù)成員的修改，只會(huì)影響到該成員應(yīng)該占用的那些字節(jié)，對(duì)超出部分（高位字節(jié)）沒(méi)有什么影響。

2.2union的高級(jí)特性

觀察如下程序。

#include <iostream>
using namespace std;
struct Student
{
	int age;
	int score;
	Student(int a,int s)
	{
		age=a;
		score=s;
	}
};

union testunion
{
	char c;
	int i;
};

class someClass
{
	int num;
public:
	void show(){cout<<num<<endl;}
};

union A
{
	char c;
	int i;
	double d;
	someClass s;
};

union B
{
	char c;
	int i;
	double d;
	B(){d=8.9;}
};

union
{
	char c;
	int i;
	double d;
	void show(){cout<<c<<endl;}
}u={'U'};

int main(int argc,char* argv[])
{
	A a={'A'};
	B b;
	cout<<a.c<<endl;
	cout<<b.d<<endl;
	a.s.show();
	u.show();
	
	//匿名共用體
	union
	{
		int p;
		int q;
	};

	p=3;
	cout<<q<<endl;
}

程序運(yùn)行結(jié)果：

A
8.9
65
U
3

閱讀以上程序，需要注意以下幾點(diǎn)：

 （1）union可以指定成員的訪問(wèn)權(quán)限，默認(rèn)情況下，與struct具有一樣的權(quán)限（public）。

 （2）union也可以定義成員函數(shù)，包括構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)。與struct不同的是，它不能作為基類被繼承。

 （3）union不能擁有靜態(tài)數(shù)據(jù)成員或引用成員，因?yàn)殪o態(tài)數(shù)據(jù)成員實(shí)際上并不是共用體的數(shù)據(jù)成員，它無(wú)法和共用體的其它數(shù)據(jù)成員共享空間。對(duì)于引用變量，引用本質(zhì)上是一個(gè)指針常量，它的值一旦初始化就不允許修改。如果共用體有引用成員，那么共用體對(duì)象一創(chuàng)建初始化后就無(wú)法修改，只能作為一個(gè)普通的引用使用，這就失去了共用體存在的意義。

 （4）union允許其他類的對(duì)象成為自己的數(shù)據(jù)成員，但是要求該類對(duì)象所屬類不能定義constructor，copy constructor，destructor，assignment operator，virtual function中的任意一個(gè)。因?yàn)椋?br />   （4.1）union數(shù)據(jù)成員共享內(nèi)存，union構(gòu)造函數(shù)在執(zhí)行的時(shí)候，不能調(diào)用數(shù)據(jù)成員為類對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)，否則就改變了其他數(shù)據(jù)成員的值。
  （4.2）同樣，union的對(duì)象成員的析構(gòu)函數(shù)也不能被調(diào)用，因?yàn)槠渌麛?shù)據(jù)成員的值對(duì)于對(duì)象成員而言可能毫無(wú)意義。
  （4.3）union的對(duì)象成員的賦值應(yīng)該維持其原始語(yǔ)義，不建議進(jìn)行賦值運(yùn)算符的重載，因?yàn)橘x值運(yùn)算符重載一般用于“深拷貝”等場(chǎng)合，而在對(duì)象空間與其它變量共享的情況下，“深拷貝”引入的內(nèi)存資源，指向內(nèi)存資源的指針往往會(huì)被其它共用體數(shù)據(jù)成員修改，導(dǎo)致內(nèi)存資源無(wú)法尋址，造成內(nèi)存泄漏。此外，因?yàn)閡nion的對(duì)象成員沒(méi)有自定義的析構(gòu)函數(shù)，也會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。
  （4.4）擁有虛函數(shù)的類對(duì)象，虛函數(shù)表指針可能會(huì)在共用體對(duì)象初始化時(shí)被覆蓋，導(dǎo)致無(wú)法尋址虛函數(shù)表，所以也不能擁有虛函數(shù)。

 （5）如果union類型旨在定義該類的同時(shí)使用一次，以后不再使用了，那么也可以不給出union的名稱。如上例中變量u就是這種情況，這種情況下，無(wú)法為該union定義構(gòu)造函數(shù)。

 （6）匿名共用體（Anonymous Union），也就是給出一個(gè)不帶名稱的共用體的申明后，并不定義任何該union的變量，而是直接以分號(hào)結(jié)尾。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，匿名共用體并不是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗荒苡脕?lái)定義共用體對(duì)象，它只是指明若干個(gè)變量共享一片內(nèi)存單元。在上例中，對(duì)變量p的修改實(shí)際上修改了變量q?？梢钥闯?，盡管匿名共用體中的變量被定義在同一個(gè)共用體中，他們與同一個(gè)程序塊的任何其他局部變量具有相同的作用域級(jí)別。這意味著匿名共用體內(nèi)的成員的名稱不能與同一個(gè)作用域內(nèi)的其它標(biāo)識(shí)符相沖突。另外，對(duì)匿名共用體還存在如下限制：
   （6.1）匿名共用體不允許有成員函數(shù)；
   （6.2）匿名共用體也不能包含私有或者保護(hù)成員；
   （6.3）全局匿名共用體中的成員必須是全局或靜態(tài)變量。

以上就是深入了解C++ 結(jié)構(gòu)體（struct）與共用體（union）的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C++ 結(jié)構(gòu)體與共用體的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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