在联盟中命名数组元素或结构和数组

Question

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。 我的想法是让我可以通过索引和名称来使用数组组件，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，保证在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beginnig中。 目前很好。 但是我似乎没有找到任何保证没有空的空间或填充，如果你愿意，在x和y之间，或者y和z等等。我还没有检查出C99标准。

问题是如果Endpoint结构元素之间有空格，那么这个想法就行不通了。

问题：

1. 我是对的，确实无法保证这在C或C ++中都能正常工作。

2. 这实际上适用于任何已知的实现吗？ 换句话说，你知道任何不起作用的实现吗？

3. 是否有任何标准（我的意思是不是编译器特定的）表达相同想法的方式？ 也许C ++ 0x对齐功能可能会有所帮助？

顺便说一下，这不是我在生产代码中所做的事情，不用担心，只是好奇。 提前致谢。

Answer 1

1. 是
2. 取决于架构和编译器策略的对齐需求
3. 不，但你可以制作一个对象包装器（但你最终会得到.z()而不仅仅是.z ）

大多数编译器应该支持使用pragma或属性压缩结构。 例如#pragma pack 。

Answer 2

只要在类中的引用之前声明数组以确保它们指向有效数据，就可以通过引用数组的每个元素来规避任何内存对齐问题。 话虽如此，我怀疑对齐是双打的问题，但可能是其他类型（浮在64位拱上？）

#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;
}

希望这可以帮助。

Answer 3

说到标准，有两个问题：

• 未指定在写入联合中的元素并从另一个元素中读取时会发生什么，请参阅C标准6.2.6.1和K.1
• 该标准不保证struct的布局与数组布局的布局相匹配，详见C标准6.7.2.1.10。

说到这一点，实际上这将适用于普通的编译器。 事实上，这种代码广泛传播，通常用于将一种类型的值重新解释为另一种类型的值。

Answer 4

填充字节不会导致问题，因为所有变量都是double类型。 编译器将Vector4D视为double数组。 这意味着， v.Endpoint.z与v[2]基本相同。