在并集中命名数组元素或结构和数组

Naming Array Elements, or Struct And Array Within a Union

本文关键字：结构 数组 数组元素 集中      更新时间：2023-10-16

考虑以下结构：

struct Vector4D
{
   union
   {
      double components[4];
      struct { double x, y, z, t; } Endpoint;
   };
};

在我看来，我在WinApi的IPAddress结构中看到了类似的东西。这样做的目的是让我有可能按索引和名称使用数组组件，例如：

Vector4D v;
v.components[2] = 3.0;
ASSERT(v.Endpoint.z == 3.0) //let's ignore precision issues for now

在C++标准中，可以保证POD结构的开头不会有"空"空间，也就是说，元素x将位于Endpoint结构的开头。到目前为止还不错。但我似乎找不到任何保证，即x和y之间，或者y和z之间不会有空格或填充，如果你愿意的话。不过，我还没有检查C99标准。

问题是，如果Endpoint结构元素之间有一个空格，那么这个想法就行不通了。

问题：

  1. 我说得对吗？确实不能保证这在C或C++中都有效。

  2. 这在任何已知的实施中都有效吗？换句话说，你知道有什么实现不起作用吗？

  3. 有没有任何标准的（我的意思不是编译器特定的）方式来表达同样的想法？也许C++0x对齐功能可能会有所帮助？

顺便说一句，这不是我在生产代码中所做的事情，别担心，只是好奇。提前谢谢。

  1. 是
  2. 取决于体系结构和编译器策略的一致性需求
  3. 不需要，但您可以制作一个对象包装器（但最终将使用.z()而不仅仅是.z）

大多数编译器应该支持使用杂注或属性来压缩结构。例如CCD_ 7。

您可以通过引用数组的每个元素来避免任何内存对齐问题，只要您在类中的引用之前声明数组，以确保它们指向有效数据。话虽如此，我怀疑对齐是否会成为双打的问题，但也可能是其他类型的问题（可能是64位拱门上的浮动？）

#include <iostream>
using namespace std;
struct Vector4D
{
    Vector4D() : components(), x(components[0]), y(components[1]), z(components[2]), t(components[3]) { }
    double components[4];
    double& x;
    double& y;
    double& z;
    double& t;
};
int main()
{
    Vector4D v;
    v.components[0] = 3.0;
    v.components[1] = 1.0;
    v.components[2] = 4.0;
    v.components[3] = 15.0;
    cout << v.x << endl;
    cout << v.y << endl;
    cout << v.z << endl;
    cout << v.t << endl;
}

希望这能有所帮助。

当谈到标准时，它有两个问题：

  • 在向并集中的一个元素写入并从另一个元素读取时会发生什么，这是未指定的，请参见C标准6.2.6.1和K.1
  • 该标准不保证结构的布局与数组的布局相匹配，详见C标准6.7.2.1.10

话虽如此，在实践中，这将适用于普通编译器。事实上，这种代码被广泛传播，经常用于将一种类型的值重新解释为另一种类型。

填充字节不会导致问题，因为所有变量都属于double类型。编译器将把Vector4D当作double数组处理。也就是说，v.Endpoint.z与v[2]本质上是相同的。

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