c - ty如何像数组一样定义可通过下标访问的结构体 union ？就像在 GLSL 中一样

Question

很久以前，我一定在某个地方见过 GLSL vector ，现在我们有一个涉及 OpenGL 的大学项目(他们实际上说的是 2.4，而不是 3.x 或 4.x)。然而，它们似乎与 glsl 密切相关，我希望在原始 C 中拥有相同的东西: structs 与 x/r、y/g、b 也可能是 z。我尝试为每个 vec2、vec3、vec4 进行一个定义，内部使用 int (因为 OpenGL 确实有使用 int 的函数，而不是 long int ，我是说我自己的定点可能更快或更简单)，与他们的 unsigned 对应(因为老师说最好使用正值来提高可读性，可读性和更好的直觉)发生了什么，同时使用翻译进行居中，而我更喜欢以算术方式更改坐标，以便可以在编译时进行调整)。这会占用很多空间，因此我使用宏来定义它，所以最后我还将包含一个无宏示例版本，这样您就可以知道这对您来说是否难以理解。

主要问题是我无法将这些结构传递给以数组/指针作为参数的函数(因此我确实将 union 成员定义为 .ptr 以进行更简单的转换)，也不能我显然在它们上使用了数组下标。我想我记得在某处看到过一种用数组定义 struct 或 union 的方法，其中 struct 或 union 可以是直接下标来访问该数组，但我找不到它了……也许它是一些 GNU 扩展，但我不确定。

尽管如果没有办法，并且我仍然想要可读性，我仍然可以选择仅使用基本数组定义我的类型，然后 union dim { x, y, z } 并访问例如 my_vec[x] 。但我想知道是否也可以使用相同类型的 my_vec.x。代码如下:

typedef unsigned int uint;
#define VEC_TYPEDEF(type, type_name, n)                        \
  typedef union type_name ## vec ## n ## _t                    \
  {                                                            \
    struct                                                     \
    {                                                          \
      type x;                                                  \
      type y;                                                  \
      VEC_THIRD(type, z)                                       \
      VEC_FORTH(type, w)                                       \
    };                                                         \
    struct                                                     \
    {                                                          \
      type s;                                                  \
      type t;                                                  \
      VEC_THIRD(type, p)                                       \
      VEC_FORTH(type, q)                                       \
    };                                                         \
    struct                                                     \
    {                                                          \
      type r;                                                  \
      type g;                                                  \
      VEC_THIRD(type, b)                                       \
      VEC_FORTH(type, a)                                       \
    };                                                         \
    type ptr[n];                                               \
  } type_name ## vec ## n
#define VEC_THIRD(type, var) type var;
#define VEC_FORTH(type, var) type var;
VEC_TYPEDEF(int,, 4);
VEC_TYPEDEF(uint, u, 4);

#undef VEC_FORTH
#define VEC_FORTH(type, var)
VEC_TYPEDEF(int,, 3);
VEC_TYPEDEF(uint, u, 3);

#undef VEC_THIRD
#define VEC_THIRD(type, var)
VEC_TYPEDEF(int,, 2);
VEC_TYPEDEF(uint, u, 2);

它给出的一个例子:

typedef union uvec3_t
{
  struct
  {
    unsigned int x;
    unsigned int y;
    unsigned int z;
  };
  struct
  {
    unsigned int s;
    unsigned int t;
    unsigned int p;
  };
  struct
  {
    unsigned int r;
    unsigned int g;
    unsigned int b;
  };
  unsigned int ptr[3];
} uvec3;

目前，如果尝试使用类似 my_vect.x = my_other_vect[0]; (使用 uvec3 my_vect, my_other_vect;)，gcc 只会发出“错误:下标值既不是数组也不是指针也不是 vector ”:/

Answer 1

为此，您首先需要对结构进行打包，以便没有填充然后你可以像这样使用它

* (<TYPE> *) ((void *)my_other_vect + sizeof(<TYPE>)*offset);

例如对于 int 类型并获取 x 你可以这样做

my_vect.x = * (int *) ((void *)my_other_vect + sizeof(int)*0);
my_vect.y = * (int *) ((void *)my_other_vect + sizeof(int)*1);