Linux программирование в примерах
вернуться

Роббинс Арнольд
Шрифт:

union
С относительно эзотерическая возможность. Она помогает экономить память, сохраняя различные элементы в одном и том же физическом пространстве; как программа интерпретирует его, зависит от способа доступа:

/* ch15-union.c --- краткая демонстрация использования union. */

#include <stdio.h>

int main(void) {

 union i_f {

int i;

float f;

 } u;

 u.f = 12.34; /* Присвоить значение с плавающей точкой */

 printf("%f also looks like %#x\n", u.f, u.i};

 exit(0);

}

Вот что происходит, когда программа запускается на системе Intel x86 GNU/Linux:

$ ch15-union

12.340000 also looks like 0x414570a4

Программа выводит битовый паттерн, который представляет число с плавающей точкой в виде шестнадцатеричного целого. Оба поля занимают одно и то же место в памяти; разница в том, как этот участок памяти интерпретируется:

u.f
действует, как число с плавающей точкой, тогда как эти же биты в
u.i
действуют, как целое число.

Объединения особенно полезны в компиляторах и интерпретаторах, которые часто создают древовидные структуры, представляющие структуру файла с исходным кодом (которая называется деревом грамматического разбора (parse tree)). Это моделирует то, как формально описаны языки программирования: операторы

if
, операторы
while
, операторы присваивания и так далее для всех экземпляров более общего типа «оператора». Таким образом, в компиляторе могло бы быть нечто подобное этому:

struct if_stmt { ... }; /* Структура для оператора IF */

struct while_stmt { ... }; /* Структура для оператора WHILE */

struct for_stmt { ... }; /* Структура для оператора */

/* ...структуры для других типов операторов... */

typedef enum stmt_type {

 IF, WHILE, FOR, ...

} TYPE; /* Что у нас есть в действительности */

/* Здесь содержатся тип и объединения отдельных видов операторов. */

struct statement {

 TYPE type;

 union stmt {

struct if_stmt if_st;

struct while_stmt while_st;

struct for_stmt for_st;

...

 } u;

};

Вместе с объединением удобно использовать макрос, который представляет компоненты объединения, как если бы они были полями структуры. Например:

#define if_s u.if_st /* Так что можно использовать s->if_s вместо s->u.if_st */

#define while_s u.while_st /* И так далее... */

#define for_s u.for_st

...

На только что представленном уровне это кажется разумным и выглядит осуществимым. В действительности, однако, все сложнее, и в реальных компиляторах и интерпретаторах часто есть несколько уровней вложенных структур и объединений. Сюда относится и

gawk
, в котором определение
NODE
, значение его флагов и макросов для доступа к компонентам объединения занимают свыше 120 строк! [171] Здесь достаточно определений, чтобы дать вам представление о том, что происходит:

171

Мы унаследовали эту схему. В общем, она работает, но все же есть проблемы. Целью данного раздела является передача накопленного нами в ходе работы с объединениями опыта — Примеч. автора.

typedef struct exp_node {

 union {

struct {

union {

struct exp_node *lptr;

char *param_name;

long ll;

} l;

union {

...

} r;

union {

...

} x;

char *name;

short number;

unsigned long reflags;

...

} nodep;

struct {

AWKNUM fltnum;

char *sp;

size_t slen;

long sref;

int idx;

} val;

struct {

struct exp_node *next;

char *name;

size_t length;

struct exp_node *value;