c++ - 类型转换内存 union

Question

我想分配一些内存，将其初始化为一些值，然后将此内存的不同段转换为不同的结构。内容如下:

union structA{
  __int8 mem[3];

  struct{
    unsigned field1 : 8;
    unsigned field2 : 12; 
    unsigned field3 : 4;
  };
};

struct structB{
  __int8 mem[10];
};


__int8 globalMem[128];

structA a1 <---- &globalMem[0]
structA a2 <---- &globalMem[10]
structB b1 <---- &globalMem[30]

我尝试使用 reinterpret_cast 并且没有收到任何编译器错误，但似乎我的变量(a1、a2 和 b1)没有真正正确分配/初始化。

知道为什么这行不通吗？实现类似目标的正确方法是什么？

谢谢!

Answer 1

要实现您打算做的事情，需要使用 reinterpret_cast :

structA a1 = *reinterpret_cast<structA*>(&globalMem[0]);
structA a2 = *reinterpret_cast<structA*>(&globalMem[10]);
structB b1 = *reinterpret_cast<structB*>(&globalMem[30]);

这是怎么回事？

这需要格外小心，因为 C++ struct是一种特殊的 class ，并且这种分配不尊重对象语义(因为不同 globalMem 地址的内容未初始化为正确的对象，除非您在代码中的某处使用 placement new)。

您还可以确保 structA在使用这种技巧之前是可以简单复制的(is_trivially_copyable<structA>::value 幸运的是这里是真的)。

此外，可能存在不遵守对齐约束的问题，如 globalMem没有对齐约束，但取决于编译器/体系结构，structA可能需要单词对齐。

最后，structA的大小不一定像你想的那样是 3。事实上，在某些编译器上它将是 4，如 this online demo

补充说明

您可以使用标准类型 uint8_t而不是以双下划线开头的编译器特定类型名称。

关于对齐和大小主题，我建议您对内存布局假设非常谨慎。我宁愿为你建议 globalMem考虑使它成为它包含的所有结构的结构，以确保正确的对象语义并具有安全的布局。