Union Bit Fields

Question

我看了http://en.cppreference.com/w/cpp/language/union：

  

联盟只有拥有其最大数据成员所需的大小。其他数据成员以与该最大成员的一部分相同的字节分配。该分配的细节是实现定义的，并且从未最近编写的联合成员中读取它的未定义行为。

我想知道为什么＆＃34;它的未定义行为是从最近没有写过的工会成员那里读的＃34;。

我想知道工会是否有填充来强制执行订单位，是否会读取最近编写的工会成员已定义的行为？

示例：

union {
uint8_t raw;
struct {
    uint8_t a : 1;
    uint8_t b : 2;
    uint8_t padding : 5;
};
} U;

是否可以正确阅读U.raw？

提前致谢。

Answer 1

在我使用的gcc x86编译器中，位字段恰好从LSB分配给MSB（如下所示）。 ＆＃34; raw＆＃34;的布局也显示。

  7                           0
+---+---+---+---+---+---+---+---+
|      padding      |   b   | a |
+---+---+---+---+---+---+---+---+

  7                           0
+---+---+---+---+---+---+---+---+
|             raw               |
+---+---+---+---+---+---+---+---+

如果你将raw设置为01000101b（0x45），那么a == 1，b == 2和padding == 8

  7                           0
+---+---+---+---+---+---+---+---+
|      padding      |   b   | a |
+---+---+---+---+---+---+---+---+
  0   1   0   0   0   1   0   1

但是，如果编译器将位字段从MSB分配给LSB怎么办？

  7                           0
+---+---+---+---+---+---+---+---+
| a |   b   |      padding      |
+---+---+---+---+---+---+---+---+

  7                           0
+---+---+---+---+---+---+---+---+
|             raw               |
+---+---+---+---+---+---+---+---+

现在，如果你将raw设置为01000101b（0x45），那么a == 0，b == 2和padding == 5.

  7                           0
+---+---+---+---+---+---+---+---+
| a |   b   |      padding      |
+---+---+---+---+---+---+---+---+
  0   1   0   0   0   1   0   1

如果您了解编译器如何布局联合以及它如何分配位字段，您可以利用这一点，但请记住这不是可移植的。我在嵌入式软件领域工作，我们一直都在利用这一点。

Answer 2

在标准C ++中，如果您访问的联盟成员与最近编写的联盟成员不同，则不会定义会发生什么。这与会员的内容无关。类型是，或他们的布局。

如果您的程序确实访问了其他成员，那么您依赖于特定于编译器的扩展。从理论上讲，如果编译器确实在C ++中定义了联合别名，那么它应该记录这一事实。