Warum können Objekte mit nicht-trivialen Kopierkonstruktoren keine Mitglieder von C-Unions sein?

Warum Unions Objekte mit nicht-trivialen Kopierkonstruktoren verbieten

In C sind Unions Datenstrukturen, die einen einzelnen Speicherplatz für verschiedene Daten zuweisen Typen. Dieses Design ermöglicht eine effiziente Speichernutzung beim Arbeiten mit einer begrenzten Anzahl von Werten, die unterschiedliche Typen haben, aber die gleiche Speichergröße belegen. Gewerkschaften legen jedoch bestimmte Einschränkungen fest, um die Datenintegrität sicherzustellen und Speicherbeschädigungen zu verhindern.

Eine dieser Einschränkungen betrifft Objekte mit nicht trivialen Kopierkonstruktoren, wie z. B. std::string. Ein nicht-trivialer Kopierkonstruktor ist ein Konstruktor, der über das einfache Kopieren der Daten von einem Objekt auf ein anderes hinaus zusätzliche Vorgänge ausführt, z. B. die Zuweisung von neuem Speicher für das kopierte Objekt.

Innerhalb einer Union wird dies aufgrund des zugewiesenen Speichers problematisch wird unter allen Gewerkschaftsmitgliedern geteilt. Wenn ein Mitglied mit einem nicht trivialen Kopierkonstruktor initialisiert wird, kann es zu Konflikten mit den Daten anderer Mitglieder kommen, was möglicherweise zu undefiniertem Verhalten führt.

Betrachten Sie eine Beispielvereinigung mit einer Ganzzahl i, einer Gleitkommazahl f und a string s:

union U
{
   int i;
   float f;
   std::string s;
};

Wenn s mit einem nicht trivialen Kopierkonstruktor initialisiert wird, wäre eine zusätzliche Speicherzuweisung erforderlich. Diese Zuweisung würde sich jedoch auf den für i und f zugewiesenen Speicherplatz auswirken und zu Datenbeschädigungen führen.

Um die Datenintegrität sicherzustellen und diese Probleme zu verhindern, verbietet der C-Standard die Verwendung von Objekten mit nicht trivialen Kopierkonstruktoren darin Gewerkschaften. Diese Einschränkung stellt sicher, dass alle Mitglieder einer Union die gleiche Speichergröße belegen und dass keine Unklarheiten darüber bestehen, welches Mitglied den Union-Speicherplatz aktiv nutzt.

Während es praktisch sein kann, ein Objekt wie std::string zu speichern In einer Gewerkschaft stehen alternative Lösungen zur Verfügung, die mit dieser Art von Daten umgehen können, ohne die von den Gewerkschaften auferlegten Beschränkungen zu verletzen. Diese Lösungen umfassen die Verwendung von getaggten Unions oder Dienstprogrammbibliotheken, die Implementierungen für die sichere und effiziente Handhabung von Objekten mit nicht trivialen Kopierkonstruktoren bereitstellen.

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