Из урока 18 вы узнали, как группировать связанную информацию в одной переменной с помощью структур C++. По мере усложнения вашим программам могут потребоваться разные способы просмотра части информации. Кроме того, программе может потребоваться работать с двумя или несколькими значениями, используя при этом только одно значение в каждый момент времени. В таких случаях для хранения данных ваши программы могут использовать объединения. В данном уроке вы изучите, как создавать и использовать объединения для хранения информации. Как вы узнаете, объединения очень похожи на структуры, описанные в уроке 18. Прежде чем вы закончите этот урок, вы освоите следующие основные концепции:
- Объединения C++ очень похожи на структуры, за исключением того, как C++ хранит их в памяти; кроме того, объединение может хранить значение только для одного элемента в каждый момент времени.
- Объединение представляет собой структуру данных, подобную структуре C++, и состоит из частей, называемых элементами.
- Объединение определяет шаблон, с помощью которого программы далее объявляют переменные.
- Для обращения к определенному элементу объединения ваши программы используют оператор C++ точку.
- Чтобы изменить значения элемента объединения внутри функции, ваша программа должна передать переменную объединения в функцию с помощью адреса.
- Анонимное объединение представляет собой объединение, у которого нет имени (тэга).
Как вы узнаете, объединения очень похожи на структуры C++, однако способ, с помощью которого C++ хранит объединения, отличается от способа, с помощью которого C++ хранит структуры.
КАК C++ ХРАНИТ ОБЪЕДИНЕНИЯ
Внутри ваших программ объединения C++ очень похожи на структуры. Например, следующая структура определяет объединение с именемdistance, содержащее два элемента:
union distance
{
int miles;
long meters;
};
Как и в случае со структурой, описание объединения не распределяет память. Вместо этого описание предоставляет шаблон для будущего объявления переменных. Чтобы объявить переменную объединения, вы можете использовать любой из следующих форматов:
union distance
{
union distance{
int miles; int miles;
long meters; long meters;
} japan, germany, franee;
};
distance japan, germany, franee;
Как видите, данное объединение содержит два элемента:miles иmeters. Эти объявления создают переменные, которые позволяют вам хранить расстояния до указанных стран. Как и для структуры, ваша программа может присвоить значение любому элементу. Однако в отличие от структуры значение может быть присвоено только одному элементу в каждыймомент времени. Когда вы объявляете объединение, компилятор C++ распределяет память для хранения самого большого элемента объединения. В случае объединенияdistance компилятор распределяет достаточно памяти для хранения значения типаlong, как показано на рис. 19.
Рис. 19. C++ распределяет память, достаточную для хранения только самого большого элемента объединения.
Предположим, что ваша программа присваивает значение элементуmiles, как показано ниже:
japan.miles = 12123;
Если далее ваша программа присваивает значение элементуmeters, значение, присвоенное элементуmiles, теряется.
Следующая программа USEUNION.CPP иллюстрирует использование объединенияdistance. Сначала программа присваивает значение элементу
miles и выводит это значение. Затем программа присваивает значение элементуmeters. При этом значение элементаmiles теряется:
#include
void main(void)
{
union distance{
int miles;
long meters;
} walk;walk.miles = 5;
cout << "Пройденное расстояние в милях" << walk.miles << endl;
walk.meters = 10000;
cout << "Пройденное расстояние в метрах" << walk.meters << endl;
}
Как видите, программа обращается к элементам объединения с помощью точки, аналогичная запись использовалась при обращении к элементам структуры в уроке 18.
Объединение хранит значение только одного элемента в каждый момент времени
Объединение представляет собой структуру данных, которая, подобно структуре C++, позволяет вашим программам хранить связанные части информации внутри одной переменной. Однако в отличие от структуры объединение хранит значение только одного элемента в каждый момент времени. Другими словами, когда вы присваиваете значение элементу объединения, вы перезаписываете любое предыдущее присваивание.
Объединение определяет шаблон, с помощью которого ваши программы могут позднее объявлять переменные. Когда компилятор C++ встречает определение объединения, он распределяет количество памяти, достаточное для хранения только самого большого элемента объединения.
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ОБ АНОНИМНЫХ ОБЪЕДИНЕНИЯХ C++
Анонимное объединение представляет собой объединение, у которого нет имени. C++ предоставляет анонимные объединения, чтобы упростить использование элементов объединений, предназначенных для экономии памяти или создания псевдонимов для определенного значения. Например, предположим, что вашей программе требуются две переменныеmiles иmeters. Кроме того, предположим, что программа использует только одну из них каждый данный момент времени. В этом случае программа могла бы использовать элементы объединения, подобного уже обсуждавшемуся объединениюdistance, а именноname.miles иname.meters. Следующий оператор создает анонимное (безымянное) объединение:
union
{
int miles;
long meters;
};
Как видите, объявление не использует имя объединения и не объявляет переменную объединения. Программа, в свою очередь, может обращаться к элементам с именамиmiles иmeters без помощи точки. Следующая программа ANONYM.CPP создает анонимное объединение, которое содержит элементыmiles иmeters. Обратите внимание, что программа трактует элементы как обычные переменные. Однако различие между элементами и обычными переменными заключается в том, что, когда вы присваиваете значение любому из этих элементов, значение другого элемента теряется:
#include
void main(void)
{
union{
int miles;
long meters;
};miles = 10000;
cout << "Значение в милях" << miles << endl;
meters = 150000;
cout << "Значение в метрах" << meters << endl;
}
Как видите, с помощью анонимного объединения, программа может сэкономить память, не используя имя объединения и точку для обращения к значениям элементов.
Анонимные объединения позволяют вашим программам экономить пространство
Анонимное объединение представляет собой безымянное объединение. Анонимные объединения обеспечивают вашим программам способ экономии памяти, и при этом можно не использовать имя объединения и точку. Следующие олераторы определяют анонимное объединение, способное хранить две символьные строки:
union
{
char short_name[13];
char long_name[255];
};
ЧТО ВАМ НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ
Из этого урока вы узнали, как создать объединение внутри вашей программы. Вы уже поняли, что формат объединения подобен формату структуры. Однако способ, с помощью которого C++ хранит объединения, очень отличается от способа хранения структуры. Из урока 10 вы впервые узнали, что для того, чтобы функция изменила параметр, вашей программе следует передать этот параметр в функцию с помощью указателя (или адреса памяти). Начиная с десятого урока, ваши программы использовали указатели для массивов и символьных строк. В уроке 20 вы рассмотрите операции с указателями C++ с другой стороны. До изучения урока 20 убедитесь, что вы освоили следующее:
- Когда вы объявляете объединение, компилятор C++ распределяет память, достаточную для хранения только самого большого элемента объединения.
- Описание объединения не распределяет память, вместо этого оно обеспечивает шаблон, с помощью которого программы могут позднее объявлять переменные.
- Программы обращаются к элементам объединения, используя точку. Когда ваша программа присваивает значение элементу объединения, то значение, присвоенное, возможно, ранее другому элементу, теряется.
- Анонимное объединение представляет собой объединение, у которого нет имени. Когда программа объявляет анонимное объединение, она может использовать элементы такого объединения подобно любым другим переменным без точки.