C++基础面试题, C++ 中 struct 和 union 的区别?如何使用 union 做优化?

在 C++ 中，struct 和 class 都可以用来定义用户自定义的数据类型，但它们有一些区别： 1. 默认访问控制：在 struct 中，所有成员默认是 public 的；而在 class 中，所有成员默认是 private 的。 2. 用途上的惯例：struct 更常用于封装一些简单的数据结构，而 class 则用于定义复杂的对象及其行为。 3. 其他方面：struct 和 class 在语法和功能上基本是相同的，struct 也可以包含成员函数和访问修饰符。

C++ 中的位域允许你在 struct 或 class 中定义占用特定位数的成员，而不是整个字节。这通常用于存储紧凑的标志或状态。在 union 中，你可以用位域来进一步优化内存使用。例如，一个 union 成员可以是一个包含多个位域的 struct，这样可以在不同的时间点上用同一片内存存储多个小型的标志。

区别在于，union 是用于多个不同类型的数据共享同一内存，而位域是用于多个标志共享一个成员变量的位空间。

在 C++11 及之后的标准中，可以使用 std::variant 来代替传统的 union 以实现类型安全的多态性。std::variant 提供了类型安全的访问机制，通过 std::get<T>() 方法访问指定类型的值，如果类型不匹配则会抛出异常。这比传统的 union 提供了更好的类型检查机制，减少了类型转换错误的风险。

C++11 引入了类型特征（type traits），允许你在编译时检查类型的特性。例如，你可以使用 std::is_union 来判断一个类型是否为 union，这对于编写泛型代码时非常有用。这样可以在模板代码中进行不同的处理，从而确保类型安全和内存安全。