c++ - static_cast 可以用于位字段吗？

Question

您好，静态转换是否适用于位域？因为我在这里创建了一个 32 位 Long 数据的位字段，并且我试图将其转换为 u32。

void CO2_SpiDriver::CreateBuffer() {
    //#[ operation CreateBuffer()
    typedef struct scr_t
     {
         union {
            u32 data;
             struct {
                 u8 CRC : 4; 
                 u16 Datatosend : 16;
                 u8 DataLengthCode : 2;
                 u8 AddressReg : 4;
                 u8 ReadandWrite : 1;
                 u8 InstrucCode : 3;
                 u8 ExtChipId : 2;
             };
         };
     } scr_t;  

     //set of data bits
     scr_t se;
     se.CRC = 0x00;   //CRC BITS 0 to 3
     se.Datatosend = 0x0000000000000000;  //Data bits 19 to 4
     se.DataLengthCode = 0x00; //DLC bits 21 and 20
     se.AddressReg = 0x00;     // SMP580 registers to access 25-22
     se.ReadandWrite = 0x01;  //Read|Write Reg 26
     se.InstrucCode = 0x5;    //InstrCode 29-27
     se.ExtChipId = 0x2;      //ExtChipId 31-30       

     static_cast<u32>(se)

但在这里我得到一个错误，scr_t 不能转换为 u32。谁能给些建议

Answer 1

在 C++ 中， union 中只有一个字段在任何时候是事件的。重新解释内存布局的唯一可移植方法是使用 std::memcpy:

struct bf {
    u8 CRC : 4; 
    u16 Datatosend : 16;
    u8 DataLengthCode : 2;
    u8 AddressReg : 4;
    u8 ReadandWrite : 1;
    u8 InstrucCode : 3;
    u8 ExtChipId : 2;
};

bf se;
se.CRC = 0x00;   //CRC BITS 0 to 3
se.Datatosend = 0x0000000000000000;  //Data bits 19 to 4
se.DataLengthCode = 0x00; //DLC bits 21 and 20
se.AddressReg = 0x00;     // SMP580 registers to access 25-22
se.ReadandWrite = 0x01;  //Read|Write Reg 26
se.InstrucCode = 0x5;    //InstrCode 29-27
se.ExtChipId = 0x2;      //ExtChipId 31-30  

u32 se_as_u32;
static_assert(sizeof(se_as_u32) <= sizeof(se), "UB detector"); // avoid reading buffer overflow (see explanation below)
std::memcpy(&se_as_u32, &se, sizeof(se_as_u32));

---

注意:我添加了这一行

static_assert(sizeof(se_as_u32) <= sizeof(se), "UB detector");

为了保护 se 在其“边界”之外被读取:

std::memcpy(&se_as_u32, &se, sizeof(se_as_u32));

这从 se 中读取 sizeof(u32)(可能是 4)字节。如果 se 的长度小于 4 个字节，memcpy 将读取“在它之外”，这是一种缓冲区溢出并导致未定义的行为(这是坏的)。如果不考虑不等式 (sizeof(se_as_u32) > sizeof(se))，将调用仁慈的 abort()，程序将立即崩溃可能会工作一段时间并在某一天破坏生产。