c++ - 打包 union/结构以避免填充

Question

我有一个看起来像这样的结构:

struct vdata {
  static_assert(sizeof(uint8_t *) == 8L, "size of pointer must be 8");
  union union_data {
    uint8_t * A; // 8 bytes
    uint8_t B[12]; // 12 bytes
  } u;
  int16_t C; // 2 bytes
  int16_t D; // 2 bytes
};

我想把它设为 16 字节，但 GCC 告诉我它是 24，因为 union 正在填充到 16 字节。

我想将 vdata 放入一个大的 std::vector 中。根据我的理解，如果这是 16 个字节，则对齐应该没有问题，因为指针始终是 8 个字节对齐的。

我知道我可以在 GCC 中使用 __attribute__((__packed__)) 强制打包它。但我想知道是否有一种可移植且符合标准的方法可以将其设置为 16 字节？

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编辑:想法

思路一:拆分B数组。

struct vdata {
  union union_data {
    uint8_t * A; // 8 bytes
    uint8_t B[8]; // 8 bytes
  } u;
  uint8_t B2[4]; // 4 bytes
  int16_t C; // 2 bytes
  int16_t D; // 2 bytes
};

可以从 B 的指针可靠地访问 B2 元素吗？这是定义的行为吗？

想法 2:将指针存储为字节数组并根据需要存储 memcpy (@Eljay)

struct vdata {
  union union_data {
    std::byte A[sizeof(uint8_t*)]; // 8 bytes
    uint8_t B[12]; // 12 bytes
  } u;
  int16_t C; // 2 bytes
  int16_t D; // 2 bytes
};

访问指针会导致性能下降，还是会被优化掉？ (假设 GCC x86)。

Answer 1

您可以将 A 更改为 std::byte A[sizeof(uint8_t*)]; 然后将 std::memcpy 指针进入 A 并离开 A。

关于正在发生的事情值得评论，这些额外的环是为了避免填充字节。

同时添加一个 set_A setter 和 get_A getter 可能会很有帮助。

struct vdata {
  union union_data {
    std::byte A[sizeof(uint8_t*)]; // 8 bytes
    uint8_t B[12]; // 12 bytes
  } u;
  int16_t C; // 2 bytes
  int16_t D; // 2 bytes

  void set_A(uint8_t* p) {
    std::memcpy(u.A, &p, sizeof p); 
  }
  uint8_t* get_A() {
    uint8_t* result;
    std::memcpy(&result, u.A, sizeof result);
    return result;
  }
};