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核心概念

Union 类型

联合类型(union),它实际上用户定义的一种特殊的类型,划分出一块内存空间用来存储多种类型,但同一时间只能存储一个类型。

Basic Use

联合类型的基本使用:

const Payload = union {
int: i64,
float: f64,
boolean: bool,
};
pub fn main() !void {
var payload = Payload{ .int = 1234 };
payload = Payload{ .int = 9 };
// var payload_1: Payload = .{ .int = 1234 };
print("{}\n", .{payload.int});
}

提示

需要注意的是,zig 不保证普通联合类型在内存中的表现形式!如果有需要,可以使用 extern union 或者 packed union 来保证它遵守 c 的规则。

如果要初始化一个在编译期已知的字段名的联合类型,可以使用 @unionInit

@unionInit(comptime Union: type, comptime active_field_name: []const u8, init_expr) Union

const Payload = union {
int: i64,
float: f64,
boolean: bool,
};
// 通过 @unionInit 初始化一个联合类型
const payload = @unionInit(Payload, "int", 666);

Tag Union

联合类型可以在定义时使用枚举进行标记,并且可以通过 @as 函数将联合类型直接看作声明的枚举来使用(或比较)。

换种说法,union 是普通的联合类型,它可以存储多种值,但它无法跟踪当前值的类型。而 tag union 则在 union 的基础上可以跟踪当前值的类型,更加安全。

提示

简单来说,就是标记联合可以辨别当前存储的类型,易于使用。

而普通的联合类型在 ReleaseSmallReleaseFast 的构建模式下,将无法检测出普通的联合类型的读取错误,例如将一个 u64 存储在一个 union 中,然后尝试将其读取为一个 f64,这程序员的角度看是非法的,但运行确实正常的!

// 一个枚举,用于给联合类型挂上标记
const ComplexTypeTag = enum {
ok,
not_ok,
};
// 带标记的联合类型
const ComplexType = union(ComplexTypeTag) {
ok: u8,
not_ok: void,
};
const c = ComplexType{ .ok = 42 };
// 可以直接将标记联合类型作为枚举来使用,这是合法的
try expect(@as(ComplexTypeTag, c) == ComplexTypeTag.ok);
// 使用 switch 进行匹配
switch (c) {
ComplexTypeTag.ok => |value| try expect(value == 42),
ComplexTypeTag.not_ok => unreachable,
}
// 使用 zig 的 meta 库获取对应的 tag
try expect(std.meta.Tag(ComplexType) == ComplexTypeTag);

如果要修改实际的载荷(即标记联合中的值),你可以使用 * 语法捕获指针类型:

// 枚举,用于给联合类型打上标记
const ComplexTypeTag = enum {
ok,
not_ok,
};
// 带标记的联合类型
const ComplexType = union(ComplexTypeTag) {
ok: u8,
not_ok: void,
};
var c = ComplexType{ .ok = 42 };
// 使用 switch 进行匹配
switch (c) {
// 捕获了标记联合值的指针,用于修改值
ComplexTypeTag.ok => |*value| value.* += 1,
ComplexTypeTag.not_ok => unreachable,
}
try expect(c.ok == 43);

还支持使用 @tagName 来获取到对应的 name(返回的是一个 comptime[:0]const u8,也就是字符串):

const Small2 = union(enum) {
a: i32,
b: bool,
c: u8,
};
const name = @tagName(Small2.a);
// 这个返回值将会是 a

提示

上面的 Small2 也是一个标记联合类型,不过它的标记是一个匿名的枚举类型,并且该枚举类型成员为:a, b, c

Auto Infer

Zig 也支持自动推断联合类型:

const Number = union {
int: i32,
float: f64,
};
// 自动推断
const i: Number = .{ .int = 42 };
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