C のユニオン内で `std::string` オブジェクトが禁止されているのはなぜですか?

ユニオン内で std::string が禁止されている理由

C プログラミングの領域では、ユニオンはさまざまなデータ型を格納できるようにする独特の構造です。共有メモリアドレス。ただし、共用体のメンバーに関しては興味深い制限があります。std::string などの自明でないコンストラクターを含むクラスは禁止されています。

非自明なコンストラクターに関する問題

根本的な理由は、労働組合の性質に遡ることができます。ユニオン内のメンバーは基本的に共依存しており、メモリ内の同じ物理空間を占有します。この密接な関係は、オブジェクトの初期化に重要なコンストラクターを必要とする std::string のようなクラスを扱うときに課題を引き起こします。

次の共用体構造を考えてみましょう。

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

として一般的な規則として、共用体の変数が宣言されると (例: "U u;")、そのメンバーはすべて事実上デフォルト値に初期化されます。ただし、この動作は、std::string に必要なコンストラクターなどの重要なコンストラクターのセマンティクスと矛盾します。

共有メモリ領域との競合

前述したように、共用体のメンバーは同じメモリ空間を共有します。その結果、1 つのメンバーに値を割り当てると、他のメンバーは自動的に無効になります。 「u.s」に値を割り当てると、「u.i」と「u.f」の内容が予測不能になり、使用できなくなる可能性があります。これは、多様なデータ型をシームレスに保存することを目的としたデータ構造では容認できない動作です。

代替手段

この制限は、最初はイライラするように思えるかもしれませんが、データの整合性と信頼性を維持するのに役立ちます。結合構造。 C は、boost::variant や boost::any などの代替メカニズムを提供しており、これにより、自明ではないコンストラクターを使用した複雑なデータ型の格納に対応できます。

結論

内での std::string の禁止Union は単なる気まぐれや見落としではなく、Union の予測可能かつ効率的な動作を保証するための意図的な設計上の選択です。基礎となる原則を理解することで、この強力なデータ構造の複雑さを効果的にナビゲートできます。

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