C++为什么不使用联合体实现双关类型

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C.183: 不要使用联合体实现双关类型

Reason(原因)

向联合体的一个类型的成员写入，然后从联合体不同类型的另一个成员读出数据的行为是没有定义的。这样的双关性操作无法发现，或者至少比使用命名转换更难发现。使用联合体实现双关类型是错误的源头。

Example, bad(反面示例)

union Pun {
    int x;
    unsigned char c[sizeof(int)];
};

Pun的想法是可以观察整数的字节表现。

void bad(Pun& u)
{
    u.x = 'x';
    cout << u.c[0] << '\n';     // undefined behavior
}

如果你希望看到整数的各个字节，使用(命名)转换：

void if_you_must_pun(int& x)
{
    auto p = reinterpret_cast<unsigned char*>(&x);
    cout << p[0] << '\n';     // OK; better
    // ...
}

使用reinterpret_case将一个对象从它被定义的类转换为不同的类型之后访问其结果是被定义的行为（即使是这样也不推荐使用reinterpret_cast）,但是至少我们可以看到某些危险的处理正在进行。

Note(注意)

不幸的是，联合体经常被用于双关类型。我们不认为“有时会按照预期动作”是一个很有力的观点。C++17引入了新类型std::byte以协助表现针对原始对象的操作。在这些操作中应该使用std::byte而不是unsigned char。

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