Union что из себя представляет?

@VintProg · Регистрация: 24.06.2009

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Читал много книг и там про него не чего не было сказано, парни объясните мне пожалуйста для чего он?

@easybudda · 21.06.2016, 22:10

Сообщение от silent_1991

И тем не менее, книжка "UNIX разработка сетевых приложений" - не стандарт языка, не правда ли?

Не, не является. Но кроме этого там ещё куча целая нужных и полезных примеров. Те из них, которые сам где-либо использовал, я на соответствие стандарту не проверял, но до сих пор всё работало.

Сообщение от silent_1991

стандарт говорит, что подобное действие - UB

Кстати, с хода не нашёл, где он такое говорит?

IGPIGP · 21.06.2016, 22:43

easybudda, там где-то есть о том что читать без проблем можно только то что писалось последним. Вот цитата из:
http://en.cppreference.com/w/cpp/language/union
там говорят:

it's undefined behavior to read from the member of the union that wasn't most recently written.

может и не врут.

@easybudda · 21.06.2016, 23:05

Сообщение от IGPIGP

может и не врут.

Да скорее всего не врут, интересно только, какие с этим могут проблемы возникнуть? По сути это кусок памяти, содержимое которого можно трактовать по разному...

Croessmah · 21.06.2016, 23:08

Ы

9.5 Unions
1. In a union, at most one of the non-static data members can be active at any time, that is, the value of at most one of the non-static data members can be stored in a union at any time. [ Note: One special guarantee is made in order to simplify the use of unions: If a standard-layout union contains several standard-layout structs that share a common initial sequence (9.2), and if an object of this standard-layout union type contains one of the standard-layout structs, it is permitted to inspect the common initial sequence of any of standard-layout struct members; see 9.2. — end note ]
...

Кстати, такая гарантия раньше только для POD был, а теперь для standard-layout.

IGPIGP · 21.06.2016, 23:14

Сообщение от easybudda

интересно только, какие с этим могут проблемы возникнуть?

easybudda, совершенно с Вами солидарен. Однако соображения:

Сообщение от Evg

Вообще эта тема несколько раз уже проскакивала на форуме. Есть такое понятие, которое на бытовом языке называется "strict aliasing rules".

имеют место быть. Компиляторы уверены, что что два разных объекта не могут иметь один и тот же адрес.
Это похоже на заговор.

@castaway · 21.06.2016, 23:18

Сообщение от Evg

В стандарте конкретно таких слов нету, но есть некий смысл, из которого следует, что указатели на разные типы данных, исключая указатель на char*, должны смотреть на разную память.

9.3.1
...
All non-static data members of a union object have the same address.

Сообщение от silent_1991

И оговорка о том, что стандарт говорит, что подобное действие - UB, здесь вполне уместна.

Вы воду льёте.

Сообщение от easybudda

где он такое говорит?

Я не то что не верю, просто я нигде об этом не слышал, как и многие другие. Дайте ссылку на пункт в стандарте.

IGPIGP · 21.06.2016, 23:22

Сообщение от castaway

All non-static data members of a union object have the same address.

Yes them have. Однако надёжно читать можно только последний из записанных. Так говорят боги Килдык...

@castaway · 21.06.2016, 23:26

Сообщение от IGPIGP

Однако надёжно читать можно только последний из записанных.

Из чего это следует?

Сообщение от IGPIGP

Так говорят боги Килдык...

Это те, кто что-то уверенно утверждает в этой теме не приводя ссылок на стандарт?)

IGPIGP · 22.06.2016, 00:09

Сообщение от castaway

Это те, кто что-то уверенно утверждает в этой теме не приводя ссылок на стандарт?)

Дык у большинства же в лучшем случае копия черновика... А там... Ну вот из того что уже обсуждалось о нарушении strict alliasing:
Как сохранить float в переменной типа char?
Стандарт - не открытый ресурс и сослаться на него, строго говоря, невозможно.

@DrOffset · 22.06.2016, 00:31

Сообщение от easybudda

где он такое говорит?

Там есть определенная тонкость.
В стандарте нет описания того что бывает при нарушении

In a union, at most one of the non-static data members can be active at any time, that is, the value of at most one of the non-static data members can be stored in a union at any time.

кроме уточнения:

One special guarantee is made in order to simplify the use of unions: If a standard-layout union contains several standard-layout structs that share a common initial sequence (9.2), and if an object of this standard-layout union type contains one of the standard-layout structs, it is permitted to inspect the common initial sequence of any of standard-layout struct members;

при этом в разделе про UB написано:

Undefined behavior may also be expected when this International Standard omits the description of any explicit definition of behavior.

Вот и делайте выводы

@easybudda · 22.06.2016, 00:35

Сообщение от DrOffset

Вот и делайте выводы

Может своими поделитесь?

@DrOffset · 22.06.2016, 01:11

Сообщение от easybudda

Может своими поделитесь?

Стандарт по сути задекларировал, что любое явно неописанное поведение - непределенное. Что выглядит очень логично, если вдуматься в смысл слова "неопределенное".

Добавлено через 5 минут
Впрочем, если кто-то хочет считать это несущественным, то я не против. В конце концов заказчик платит за работающий результат, а не за код и уж тем более не за отсутствие UB. Если разработчик понимает последствия своих действий и отвечает за результат, то остальное философствование не имеет никакого смысла.
Однако такое лучше не обсуждать в разделе для новичков, а то они еще подумают, что им все можно

IGPIGP · 22.06.2016, 09:04

Сообщение от DrOffset

Стандарт по сути задекларировал, что любое явно неописанное поведение - непределенное.

Вообще, система в которой всё что не запрещено, - разрешено, имеет потенциал развития значительно более высокий чем та, у которой всё что не разрешено, - запрещено.

Сообщение от DrOffset

Однако такое лучше не обсуждать в разделе для новичков, а то они еще подумают, что им все можно

А как же экспериментировать с набиванием собственных шишек? Новичкам стандарт не писан (имхо)

Сообщение от DrOffset

кроме уточнения:

DrOffset, как мне удалось перевести и спарсить тут речь о типах одной иерархии. То есть когда оба типа содержат общую цепь байт вначале (инициализированную одной последовательностью конструкторов). Это правильный вывод?

@DrOffset · 22.06.2016, 09:27

Сообщение от IGPIGP

Вообще, система в которой всё что не запрещено - разрешено, имеет потенциал развития значительно более высокий чем та у которой всё что не разрешено - запрещено.

Это вопрос философский.
Впрочем, UB ничего не запрещает. UB - это всего лишь отсутствие стандартизированного поведения. Некоторые проявления UB вполен себе безобидные и контролируются в частных случаях. Например, лезть за пределы выделенной памяти - UB, но если мы конкретно знаем устройство нашего аллокатора, и в курсе, что он помещает информацию по определенному смещению от начала выделенной нам памяти, то вполне сможем эту информацию прочитать, и программа после этогого хоть и станет непортируемой и потеряет в сопровождаемости, но поведение, заложенное нами в рамках текущей реализации сохранится и будет работать.
Почему у многих здесь (как и у меня) негативное отношение к UB (даже если оно контролируемо в данный момент), так это потому, что многие (как и я) - занимаются программированием профессионально. И здесь, помимо собственно программирования, принято еще учитывать риски, в том числе на сопровождение кода. Наличие UB этот риск увеличивает. Поэтому в профессиональной разработке принято строго придерживаться установленного в компании регламента на кодирование и стандартов, чтобы получить более предсказуемый цикл разработки ПО.

Сообщение от IGPIGP

как мне удалось перевести и спарсить тут речь о типах одной иерархии.

Скажем так, тут речь просто о совместимых по своему представлению типах. Например две структуры, с одинаковым порядком совпадающих полей.

C++

struct A
{
    int a;
    char b;
    short c;
};
 
struct B
{
    int a;
    char b;
    short c;
};

Например, типы int * и int уже не являются layout-compatible.

3.9

11 Two types cv1 T1 and cv2 T2 are layout-compatible types if T1 and T2 are the same type, layout-compatible
enumerations (7.2), or layout-compatible standard-layout class types (9.2).

9.2

16 The common initial sequence of two standard-layout struct (Clause 9) types is the longest sequence of nonstatic
data members and bit-fields in declaration order, starting with the first such entity in each of the
structs, such that corresponding entities have layout-compatible types and either neither entity is a bit-field
or both are bit-fields with the same width. [ Example:

C++

struct A { int a; char b; };
struct B { const int b1; volatile char b2; };
struct C { int c; unsigned : 0; char b; };
struct D { int d; char b : 4; };
struct E { unsigned int e; char b; };

The common initial sequence of A and B comprises all members of either class. The common initial sequence
of A and C and of A and D comprises the first member in each case. The common initial sequence of A and
E is empty. —end example ]
17 Two standard-layout struct (Clause 9) types are layout-compatible if their common initial sequence comprises
all members and bit-fields of both classes (3.9).

IGPIGP · 22.06.2016, 09:51

Сообщение от DrOffset

Это вопрос философский.
Впрочем, UB ничего не запрещает.

Такая постановка понятна. Я говорил как раз о том, что UB - запрет именно в смысле нежелательности. С точки зрения закона, если человек не на военной службе, то стрелять себе в ногу это не членовредительство, а его личное дело.
Я говорю о свойствах разрешительной и запретительной систем как таковых. Если Вы знаете что всё не запрещённое явно, разрешено, то Вы можете свободнее конструировать... Впрочем, это действительно философия.

Сообщение от DrOffset

Скажем так, тут речь просто о совместимых по своему представлению типах.

Понятно. С практической точки зрения, это чаще всего встречается именно у родственников. Хотя в жизни чего только не бывает.

Evg · 22.06.2016, 09:59

Сообщение от IGPIGP

Компиляторы уверены, что что два разных объекта не могут иметь один и тот же адрес

Дело тут не в объектах. Пока внутри одной функции строятся обращения к разным полям одного и того же union'а, даже плохой компилятор постфактум в этом разберётся и ничего не напортачит. В реальности всё это вертится вокруг взятия адреса на поля union'а. В примере типа

C

int foo (int *p1, float *p2)
{
  *p2 = 0.0f;
  return *p1;
}

имеем обращения по двум указателям: запись по указателю p2 и чтение по указателю p1. Опираясь на Strict aliasing rules компилятор вправе переставить местами операции чтения и записи в память, т.к. эти самые strict aliasing rules говорят о том, что обращения по указателям типа int* и float* обязаны иметь непересекающиеся адреса (т.е. независимые обращения) и следить за этим должен программист. Другими словами, если построить вызов функции

C

union { int i; float f; } u;
int i;
...
u.i = 0x11111111;
i = foo (&u.i, &u.f);

то нет никакой гарантии, что в i будет записано нулевое значение, потому что внутри функции foo компилятор может переставить местами чтение из p1 (т.е. из поля u.i) и запись в p2 (т.е. в поле u.f). Это именно с точки зрения стандарта. Хотя постфактум на современных компиляторах данный код отработает именно так, что в i будет записан 0

IGPIGP · 22.06.2016, 11:20

Evg, спасибо, - хороший пример. Но вот это:

Сообщение от Evg

т.к. эти самые strict aliasing rules говорят о том, что обращения по указателям типа int* и float* обязаны иметь непересекающиеся адреса

разве это не:

Сообщение от IGPIGP

Компиляторы уверены, что что два разных объекта не могут иметь один и тот же адрес.

(грубо говоря)?

Evg · 22.06.2016, 11:45

Тут всё-таки речь идёт о полях объекта, а не о самих объектах. Да и для компилятора всё просто, когда он видит объекты. Все сложности анализов растут в случаях, когда есть только указатель, но не видны сами объекты

IGPIGP · 22.06.2016, 14:38

-Так он же болгарин!
– Какая разница?!
(х/ф "Брат2")

Сообщение от Evg

Тут всё-таки речь идёт о полях объекта, а не о самих объектах.

Поля объекта это же объекты.
Там выше я давал ссылку на обсуждение strict alliasing при наличии двух разнотипных указателей на один и тот же ~~объект~~ участок памяти. Там приводится пример из хабра:
https://habrahabr.ru/post/114117/
Не суть. Думаю мы об одном говорим.

Evg · 22.06.2016, 14:52

Сообщение от IGPIGP

https://habrahabr.ru/post/114117/

Хорошая статья. В ней правда не хватает одного полезного совета. При использовании gcc в более-менее сложном проекте опция -fno-strict-aliasing помогает избавиться от головной боли (ценой небольшой потери производительности)

IGPIGP Комп_Оратор) $Эксперт по математике/физике$ 8950 / 4704 / 629 Регистрация: 04.12.2011 Сообщений: 13,999 Записей в блоге: 16
	21.06.2016, 23:14	25
	Сообщение от easybudda интересно только, какие с этим могут проблемы возникнуть? easybudda, совершенно с Вами солидарен. Однако соображения: Сообщение от Evg Вообще эта тема несколько раз уже проскакивала на форуме. Есть такое понятие, которое на бытовом языке называется "strict aliasing rules". имеют место быть. Компиляторы уверены, что что два разных объекта не могут иметь один и тот же адрес. Это похоже на заговор. 0

@castaway 4985 / 3092 / 456 Регистрация: 10.11.2010 Сообщений: 11,169 Записей в блоге: 10
	21.06.2016, 23:26	28
	Сообщение от IGPIGP Однако надёжно читать можно только последний из записанных. Из чего это следует? Сообщение от IGPIGP Так говорят боги Килдык... Это те, кто что-то уверенно утверждает в этой теме не приводя ссылок на стандарт?) 0

IGPIGP Комп_Оратор) $Эксперт по математике/физике$ 8950 / 4704 / 629 Регистрация: 04.12.2011 Сообщений: 13,999 Записей в блоге: 16
	22.06.2016, 00:09	29
	Сообщение от castaway Это те, кто что-то уверенно утверждает в этой теме не приводя ссылок на стандарт?) Дык у большинства же в лучшем случае копия черновика... А там... Ну вот из того что уже обсуждалось о нарушении strict alliasing: Как сохранить float в переменной типа char? Стандарт - не открытый ресурс и сослаться на него, строго говоря, невозможно. 0

@DrOffset 18896 / 9854 / 2410 Регистрация: 30.01.2014 Сообщений: 17,297
	22.06.2016, 00:31	30
	Сообщение от easybudda где он такое говорит? Там есть определенная тонкость. В стандарте нет описания того что бывает при нарушении In a union, at most one of the non-static data members can be active at any time, that is, the value of at most one of the non-static data members can be stored in a union at any time. кроме уточнения: One special guarantee is made in order to simplify the use of unions: If a standard-layout union contains several standard-layout structs that share a common initial sequence (9.2), and if an object of this standard-layout union type contains one of the standard-layout structs, it is permitted to inspect the common initial sequence of any of standard-layout struct members; при этом в разделе про UB написано: Undefined behavior may also be expected when this International Standard omits the description of any explicit definition of behavior. Вот и делайте выводы 0

@DrOffset 18896 / 9854 / 2410 Регистрация: 30.01.2014 Сообщений: 17,297
	22.06.2016, 01:11	32
	Сообщение от easybudda Может своими поделитесь? Стандарт по сути задекларировал, что любое явно неописанное поведение - непределенное. Что выглядит очень логично, если вдуматься в смысл слова "неопределенное". Добавлено через 5 минут Впрочем, если кто-то хочет считать это несущественным, то я не против. В конце концов заказчик платит за работающий результат, а не за код и уж тем более не за отсутствие UB. Если разработчик понимает последствия своих действий и отвечает за результат, то остальное философствование не имеет никакого смысла. Однако такое лучше не обсуждать в разделе для новичков, а то они еще подумают, что им все можно 0

@VintProg 7 / 7 / 0 Регистрация: 24.06.2009 Сообщений: 44
		1
	Union что из себя представляет? 27.08.2010, 11:33. Показов 33479. Ответов 52 Метки нет (Все метки) Читал много книг и там про него не чего не было сказано, парни объясните мне пожалуйста для чего он? 0

@easybudda Модератор 12460 / 7484 / 1754 Регистрация: 25.07.2009 Сообщений: 13,762
	21.06.2016, 22:10	21
	Сообщение от silent_1991 И тем не менее, книжка "UNIX разработка сетевых приложений" - не стандарт языка, не правда ли? Не, не является. Но кроме этого там ещё куча целая нужных и полезных примеров. Те из них, которые сам где-либо использовал, я на соответствие стандарту не проверял, но до сих пор всё работало. Сообщение от silent_1991 стандарт говорит, что подобное действие - UB Кстати, с хода не нашёл, где он такое говорит? 0

IGPIGP Комп_Оратор) $Эксперт по математике/физике$ 8950 / 4704 / 629 Регистрация: 04.12.2011 Сообщений: 13,999 Записей в блоге: 16
	21.06.2016, 22:43	22
	easybudda, там где-то есть о том что читать без проблем можно только то что писалось последним. Вот цитата из: http://en.cppreference.com/w/cpp/language/union там говорят: it's undefined behavior to read from the member of the union that wasn't most recently written. может и не врут. 0

@easybudda Модератор 12460 / 7484 / 1754 Регистрация: 25.07.2009 Сообщений: 13,762
	21.06.2016, 23:05	23
	Сообщение от IGPIGP может и не врут. Да скорее всего не врут, интересно только, какие с этим могут проблемы возникнуть? По сути это кусок памяти, содержимое которого можно трактовать по разному... 0

Croessmah Неэпический 17870 / 10635 / 2054 Регистрация: 27.09.2012 Сообщений: 26,737 Записей в блоге: 1
	21.06.2016, 23:08	24
	Ы 9.5 Unions 1. In a union, at most one of the non-static data members can be active at any time, that is, the value of at most one of the non-static data members can be stored in a union at any time. [ Note: One special guarantee is made in order to simplify the use of unions: If a standard-layout union contains several standard-layout structs that share a common initial sequence (9.2), and if an object of this standard-layout union type contains one of the standard-layout structs, it is permitted to inspect the common initial sequence of any of standard-layout struct members; see 9.2. — end note ] ... Кстати, такая гарантия раньше только для POD был, а теперь для standard-layout. 1

@castaway 4985 / 3092 / 456 Регистрация: 10.11.2010 Сообщений: 11,169 Записей в блоге: 10
	21.06.2016, 23:18	26
	Сообщение от Evg В стандарте конкретно таких слов нету, но есть некий смысл, из которого следует, что указатели на разные типы данных, исключая указатель на char, должны смотреть на разную память. 9.3.1* ... All non-static data members of a union object have the same address. Сообщение от silent_1991 И оговорка о том, что стандарт говорит, что подобное действие - UB, здесь вполне уместна. Вы воду льёте. Сообщение от easybudda где он такое говорит? Я не то что не верю, просто я нигде об этом не слышал, как и многие другие. Дайте ссылку на пункт в стандарте. 1

IGPIGP Комп_Оратор) $Эксперт по математике/физике$ 8950 / 4704 / 629 Регистрация: 04.12.2011 Сообщений: 13,999 Записей в блоге: 16
	21.06.2016, 23:22	27
	Сообщение от castaway All non-static data members of a union object have the same address. Yes them have. Однако надёжно читать можно только последний из записанных. Так говорят боги Килдык... 1

@easybudda Модератор 12460 / 7484 / 1754 Регистрация: 25.07.2009 Сообщений: 13,762
	22.06.2016, 00:35	31
	Сообщение от DrOffset Вот и делайте выводы Может своими поделитесь? 0

IGPIGP Комп_Оратор) $Эксперт по математике/физике$ 8950 / 4704 / 629 Регистрация: 04.12.2011 Сообщений: 13,999 Записей в блоге: 16
	22.06.2016, 09:04	33
	Сообщение от DrOffset Стандарт по сути задекларировал, что любое явно неописанное поведение - непределенное. Вообще, система в которой всё что не запрещено, - разрешено, имеет потенциал развития значительно более высокий чем та, у которой всё что не разрешено, - запрещено. Сообщение от DrOffset Однако такое лучше не обсуждать в разделе для новичков, а то они еще подумают, что им все можно А как же экспериментировать с набиванием собственных шишек? Новичкам стандарт не писан (имхо) Сообщение от DrOffset кроме уточнения: DrOffset, как мне удалось перевести и спарсить тут речь о типах одной иерархии. То есть когда оба типа содержат общую цепь байт вначале (инициализированную одной последовательностью конструкторов). Это правильный вывод? 0

IGPIGP Комп_Оратор) $Эксперт по математике/физике$ 8950 / 4704 / 629 Регистрация: 04.12.2011 Сообщений: 13,999 Записей в блоге: 16
	22.06.2016, 09:51	35
	Сообщение от DrOffset Это вопрос философский. Впрочем, UB ничего не запрещает. Такая постановка понятна. Я говорил как раз о том, что UB - запрет именно в смысле нежелательности. С точки зрения закона, если человек не на военной службе, то стрелять себе в ногу это не членовредительство, а его личное дело. Я говорю о свойствах разрешительной и запретительной систем как таковых. Если Вы знаете что всё не запрещённое явно, разрешено, то Вы можете свободнее конструировать... Впрочем, это действительно философия. Сообщение от DrOffset Скажем так, тут речь просто о совместимых по своему представлению типах. Понятно. С практической точки зрения, это чаще всего встречается именно у родственников. Хотя в жизни чего только не бывает. 0

	22.06.2016, 14:52

Evg 21280 / 8302 / 637 Регистрация: 30.03.2009 Сообщений: 22,659 Записей в блоге: 30
	22.06.2016, 09:59	36
	Сообщение от IGPIGP Компиляторы уверены, что что два разных объекта не могут иметь один и тот же адрес Дело тут не в объектах. Пока внутри одной функции строятся обращения к разным полям одного и того же union'а, даже плохой компилятор постфактум в этом разберётся и ничего не напортачит. В реальности всё это вертится вокруг взятия адреса на поля union'а. В примере типа C int foo (int p1, float p2) { p2 = 0.0f; return p1; } имеем обращения по двум указателям: запись по указателю p2 и чтение по указателю p1. Опираясь на Strict aliasing rules компилятор вправе переставить местами операции чтения и записи в память, т.к. эти самые strict aliasing rules говорят о том, что обращения по указателям типа int* и float* обязаны иметь непересекающиеся адреса (т.е. независимые обращения) и следить за этим должен программист. Другими словами, если построить вызов функции C union { int i; float f; } u; int i; ... u.i = 0x11111111; i = foo (&u.i, &u.f); то нет никакой гарантии, что в i будет записано нулевое значение, потому что внутри функции foo компилятор может переставить местами чтение из p1 (т.е. из поля u.i) и запись в p2 (т.е. в поле u.f). Это именно с точки зрения стандарта. Хотя постфактум на современных компиляторах данный код отработает именно так, что в i будет записан 0 2

IGPIGP Комп_Оратор) $Эксперт по математике/физике$ 8950 / 4704 / 629 Регистрация: 04.12.2011 Сообщений: 13,999 Записей в блоге: 16
	22.06.2016, 11:20	37
	Evg, спасибо, - хороший пример. Но вот это: Сообщение от Evg т.к. эти самые strict aliasing rules говорят о том, что обращения по указателям типа int* и float* обязаны иметь непересекающиеся адреса разве это не: Сообщение от IGPIGP Компиляторы уверены, что что два разных объекта не могут иметь один и тот же адрес. (грубо говоря)? 0

Evg 21280 / 8302 / 637 Регистрация: 30.03.2009 Сообщений: 22,659 Записей в блоге: 30
	22.06.2016, 11:45	38
	Тут всё-таки речь идёт о полях объекта, а не о самих объектах. Да и для компилятора всё просто, когда он видит объекты. Все сложности анализов растут в случаях, когда есть только указатель, но не видны сами объекты 0

IGPIGP Комп_Оратор) $Эксперт по математике/физике$ 8950 / 4704 / 629 Регистрация: 04.12.2011 Сообщений: 13,999 Записей в блоге: 16
	22.06.2016, 14:38	39
	-Так он же болгарин! – Какая разница?! (х/ф "Брат2") Сообщение от Evg Тут всё-таки речь идёт о полях объекта, а не о самих объектах. Поля объекта это же объекты. Там выше я давал ссылку на обсуждение strict alliasing при наличии двух разнотипных указателей на один и тот же ~~объект~~ участок памяти. Там приводится пример из хабра: https://habrahabr.ru/post/114117/ Не суть. Думаю мы об одном говорим. 1

Evg 21280 / 8302 / 637 Регистрация: 30.03.2009 Сообщений: 22,659 Записей в блоге: 30
	22.06.2016, 14:52	40
	Сообщение от IGPIGP https://habrahabr.ru/post/114117/ Хорошая статья. В ней правда не хватает одного полезного совета. При использовании gcc в более-менее сложном проекте опция -fno-strict-aliasing помогает избавиться от головной боли (ценой небольшой потери производительности) 1