C++工会内部

C++ Unions Internals

本文关键字：内部 C++      更新时间：2023-10-16

我正在尝试学习C++，并在国际象棋程序中遇到了一些我需要帮助理解的代码。我有一个工会，例如：

union b_union {
    Bitboard b;
    struct {
    #if defined (BIGENDIAN)
        uint32_t h;
        uint32_t l;
    #else
        uint32_t l;
        uint32_t h;
    #endif
    } dw;
};

上面的代码属于 else 条件。

位板定义为uint64_t。如果我有一个值，比如说0x0025f780，即282578800148862，并且我设置了union.b = 0x0025f780，那么union.dw.l更新为16843134，union.dw.h更新为65793。在本质上，l 和 h 以 3435973836 开头。在内部，发生了什么？我对C++相当陌生。只是想让我了解工会在内部的工作方式。

非常感谢您的任何见解。

大卫

联合意味着组件将占用相同的内存位置。在您演示的代码示例中，目的是允许您直接引用b的上限和下部 32 位。

请注意，此代码调用未定义(或实现定义(的行为。这是因为您正在从写入数据的其他元素访问联合元素。

因此，b 是一个 64 位整数，将与 l 和 h共享相同的内存位置，后者指的是下部和上部 32 位。当然，它的有效性取决于机器的字节序 - 这就是为什么有预处理器if-else的原因。

编辑：您的特定示例也不正确。但这里有一个固定版本：

设置 b = 282578800148862 时，(b = 0x101010101017e) 。上部和下部 32 位为：

00010101 0101017e

所以

l = 0x0101017e = 16843134
h = 0x00010101 = 65793

基本上，联合允许您描述单个内存块的几种使用方式。正常情况是在同一位置存储两个不相关的值，只要一次只使用一个值，它们就可以工作。(写入一个变体会破坏另一个变体。

联合的另一个非常常见的用途是访问另一个元素的一部分(顺便说一下，这是未定义的行为(。在您的情况下，64 位整数的两个视图。一个是整个整数，另一个是两半，作为单独的 32 位实体。

请注意，不同的计算机存储 64 位值的方式不同。有些存储从高值到低值的字节(大端序(，有些则相反(小字节序(，有些使用混合形式(混合字节序(。顺便说一下，这些名字来自《格列佛游记》，有些人从大边吃鸡蛋，有些人从尖头吃鸡蛋。

在您的情况下，我建议您一起放弃联合并使用以下命令访问零件：

low = uint32_t(b);
high = uint32_t(b >> 32);

以上将适用于所有架构，并且与联合一样快，甚至更快。

联合一次只声明一个值。它可以"声明"多个值，但一次只能保留一个值，并且前一个值会被覆盖。在您的情况下，union.b 设置了值，但将其分配给了其他变量。你不能保存 BitBoard 值和结构值，它必须是其中之一。所以当你回去检查时，你已经覆盖了你的旧值。我认为结构更适合这种情况，但如果您不确定，您可以随时尝试单步执行代码。在这里，您的 l 和 h 值开始与导致问题的位板合并。

在这种情况下，

您最好处理十六进制数。

发生的情况是union dw和uint64_t b占用内存中的相同空间。l和h表示b的低位和高位32位部分。

在大端序中，当值在内存中时，高 32 位部分也是较高的位。在小端序中，情况恰恰相反。这就是为什么你在那里有#ifdef。

这使得l低32位b(0xf780(和h - 高32位b(0x0025(。

您提到的实际值没有多大意义，您可能还有其他问题。 282578800148862不是0x0025f780。

您必须小心联合，因为基础数据表示形式可能不同。例如，您的struct可能对齐，因此l和h的实际内存位置不会在您期望的位置。您需要禁用对齐以确保它不会发生。

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