使用联盟的一个字段的地址来访问另一个字段是否合法？

Question

请考虑以下代码：

union U
{
    int a;
    float b;
};

int main()
{
    U u;
    int *p = &u.a;
    *(float *)p = 1.0f; // <-- this line
}

我们都知道联合字段的地址通常是相同的，但我不确定是否有明确定义的行为来做这样的事情。

所以，问题是：在上面的代码中，如何投射和取消引用指向union字段的指针是否合法且定义明确？

P.S。我知道它比C ++更多C，但是我试图理解它在C ++中是否合法，而不是C。

Answer 1

工会的所有成员必须居住在同一地址，这是由标准保证的。您所做的确实是明确定义的行为，但应注意您不能使用相同的方法从联合的非活动成员中读取。

• Accessing inactive union member - undefined behavior?

  

_{注意：不要使用c风格的演员表，在这种情况下更喜欢reinterpret_cast。}

只要您所做的只是写到union的其他数据成员，行为就会明确定义;但正如所述，这种变化被认为是union的活跃成员;这意味着你以后只能阅读你刚才写的内容。

union U {
    int a;
    float b;
};

int main () {
    U u;
    int *p = &u.a;
    reinterpret_cast<float*> (p) = 1.0f; // ok, well-defined
}

  

_{注意：对于布局兼容的类型，上述规则有例外。}

这个问题可以改写为以下代码片段，它在语义上等同于＆＃34;问题＆＃34;的简化版本。

#include <type_traits>
#include <algorithm>
#include <cassert>

int main () {
  using union_storage_t = std::aligned_storage<
    std::max ( sizeof(int),   sizeof(float)),
    std::max (alignof(int),  alignof(float))
  >::type;

  union_storage_t u;

  int   * p1 = reinterpret_cast<  int*> (&u);
  float * p2 = reinterpret_cast<float*> (p1);
  float * p3 = reinterpret_cast<float*> (&u);

  assert (p2 == p3); // will never fire
}

标准（n3797）说什么？

9.5/1    Unions    [class.union]

     

    

在联合中，最多只有一个非静态数据成员可以     在任何时候都是活跃的，也就是说，最多只有一个     非静态数据可以随时存储在并集中。     [...]联合的大小足以包含最大的     其非静态数据成员。每个非静态数据成员都是     分配好像它是结构的唯一成员。 union对象的所有非静态数据成员都具有相同的地址。

  

  

_{注意：C ++ 11中的措辞（n3337）未被指定，即使意图一直是C ++ 14的意图。}

Answer 2

是的，这是合法的。使用显式强制转换，您几乎可以做任何事情。

正如其他评论所述，union中的所有成员都在相同的地址/位置开始，因此向不同的成员投射指针是没有意义的。

汇编语言将是相同的。你想让代码易于阅读，所以我不推荐这种做法。令人困惑，没有任何好处。

另外，我推荐＆＃34;类型＆＃34;字段，以便您知道数据何时采用float格式与int格式。