3.6. Объединения

Еще одним важным типом представления данных являются объединения. Это тип данных, который позволяет хранить различные типы данных в одной и той же области памяти (начиная с одного и того же адреса в памяти). Объединение задается с помощью ключевого слова union подобно структуре. Покажем особенность применения объединений на примере хранения данных, которые могут быть и вещественными и целыми или представлять собой символ. Так как наперед неизвестно какой тип данных требуется сохранять, то в объединении необходимо задать три поля:

union tag_value {
int var_i;
double var_f;
char var_ch;
};

Данное объединение будет занимать в памяти 8 байт, ровно столько, сколько занимает переменная самого большого объема, в данном случае var_f типа double. Все остальные переменные var_i и var_ch будут находиться в той же области памяти, что и переменная var_f. Благодаря такому подходу происходит экономия памяти, но платой за это является возможность хранения значения только одной переменной из трех в определенный момент времени. Как видно из постановки задачи такое ограничение не будет влиять на работоспособность программы. Если бы вместо объединения использовалась структура tag_value, то можно было бы сохранять значения всех трех переменных одновременно, но при этом требовалось бы больше памяти.

Для того чтобы программа «знала» какой тип переменной содержит объединение tag_value, необходимо ввести переменную, значение которой будет указывать номер используемой переменной: 0 – var_i, 1 – var_f и 2 – var_ch. Причем эту переменную удобно представить с объединением в виде структуры следующим образом:

struct tag_var {
union tag_value value;
short type_var;
};

Таким образом, получаем следующий алгоритм записи разнородной информации в объединение tag_value.

Листинг 3.10. Пример использования объединений.

int main()
{
struct tag_var var[3];
var[0].type_var = 0;
var[0].value.var_i = 10;
var[1].type_var = 1;
var[1].value.var_f = 2.3;
var[2].type_var = 2;
var[2].value.var_ch = ‘d’;
for(int i = 0;i < 3;i++)
{
switch(var[i].type_var)
{
case 0:printf(“var = %dn”,var[i].value.var_i);break;
case 1:printf(“var = %fn”,var[i].value.var_f);break;
case 2:printf(“var = %cn”,var[i].value.var_ch);break;
default: printf(“Значение переменной не определеноn”);
}
}
return 0;
}

Как видно из примера объединение tag_value позволяет эффективно, с точки зрения объема памяти, сохранять переменные разного типа. Выигрыш в объеме памяти для данного случая незначителен около 9-15 байт (в зависимости от стандарта языка С), но если бы таких переменных было 1000 и более, то выигрыш был бы ощутимым. В этом и заключается особенность объединений – экономия памяти при хранении данных.