C++: базовый курс

Использование битовых полей имеет определенные ограничения. Программист не может получить адрес битового поля или ссылку на него. Битовые поля нельзя хранить в массивах. Их нельзя объявлять статическими. При переходе от одного компьютера к другому невозможно знать наверняка порядок следования битовых полей: справа налево или слева направо. Это означает, что любая программа, в которой используются битовые поля, может страдать определенной зависимостью от марки компьютера. Возможны и другие ограничения, связанные с особенностями реализации компилятора C++, поэтому имеет смысл прояснить этот вопрос в соответствующей документации.

В следующем разделе представлена программа, в которой используются битовые поля для отображения символьных ASCII-кодов в двоичной системе счисления.

Объединения

Объединение состоит из нескольких переменных, которые разделяют одну и ту же область памяти.

Объединение состоит из нескольких переменных, которые разделяют одну и ту же область памяти. Следовательно, объединение обеспечивает возможность интерпретации одной и той же конфигурации битов двумя (или более) различными способами. Объявление объединения, как нетрудно убедиться на следующем примере, подобно объявлению структуры.

union utype {

　short int i;

　char ch;

};

Объявление объединения начинается с ключевого слова union.

Здесь объявляется объединение, в котором значение типа short int и значение типа char разделяют одну и ту же область памяти. Необходимо сразу же прояснить один момент: невозможно сделать так, чтобы это объединение хранило и целочисленное значение, и символ одновременно, поскольку переменные i и ch накладываются (в памяти) друг на друга. Но программа в любой момент может обрабатывать информацию, содержащуюся в этом объединении, как целочисленное значение или как символ. Следовательно, объединение обеспечивает два (или больше) способа представления одной и той же порции данных. Как видно из этого примера, объединение объявляется с помощью ключевого слова union.

Как и при использовании структур, при объявлении объединения не определяется ни одна переменная. Переменную можно объявить, разместив ее имя в конце объявления либо воспользовавшись отдельной инструкцией объявления. Чтобы объявить переменную объединения именем u_var типа utype, достаточно записать следующее:

utype u_var;

В переменной объединения u_var как переменная i типа short int, так и символьная переменная ch разделяют одну и ту же область памяти. (Безусловно, переменная i занимает два байта, а символьная переменная ch использует только один.) Как переменные i и ch разделяют одну область памяти, показано на рис. 10.2.

При объявлении объединения компилятор автоматически выделяет область памяти, достаточную для хранения в объединении переменных самого большого по объему типа.

Чтобы получить доступ к элементу объединения, используйте тот же синтаксис, который применяется и для структур: операторы "точка" и "стрелка". При непосредственном обращении к объединению (или посредством ссылки) используется оператор "точка". Если же доступ к переменной объединения осуществляется через указатель, используется оператор "стрелка". Например, чтобы присвоить букву 'А' элементу ch объединения u_var, достаточно использовать такую запись.

u_var.ch = 'А';

В следующем примере функции передается указатель на объединение u_var. В теле этой функции с помощью указателя переменной i присваивается значение 10.

// ...

　func1(&u_var); // Передаем функции func1() указатель  на объединение u_var.

// ...

}

void fund (utype *un)

{

　un->i = 10; /* Присваиваем число 10 члену объединения u_var с помощью указателя. */

}

Поскольку объединения позволяют вашей программе интерпретировать одни и те же данные по-разному, они часто используются в случаях, когда требуется необычное преобразование типов. Например, следующая программа использует объединение для перестановки двух байтов, которые составляют короткое целочисленное значение. Здесь для отображения содержимого целочисленных переменных используется функция disp_binary(), разработанная в главе 9. (Эта программа написана в предположении, что короткие целочисленные значения имеют длину два байта.)

// Использование объединения для перестановки двух байтов в рамках короткого целочисленного значения.

#include

using namespace std;

void disp_binary(unsigned u);

union swap_bytes {

　short int num;

　char ch[2];

};