字段并集和结构体并集的区别

Question

我正在定义一组结构来处理一些寄存器，当我定义结构时，我发现定义简单字段的联合和结构的联合之间存在差异。我不确定为什么会出现这种差异：

#include <iostream>

using namespace std;


typedef union
{

    uint16_t all_bits;
    struct
    {   
        uint16_t a:4, b:4, c:4, d:3, e:1;
    };  
}
Example1_t;

typedef union
{

    uint16_t all_bits;
    uint16_t a:4, b:4, c:4, d:3, e:1;

}
Example2_t;

    int 
main ()
{
    Example1_t example1;
    Example2_t example2;
    example1.all_bits = 0x8BCD;
    example2.all_bits = 0x8BCD;

    cout << "a " << std::hex << example1.a << " " << example2.a << std::endl;
    cout << "b " << std::hex << example1.b << " " << example2.b << std::endl;
    cout << "c " << std::hex << example1.c << " " << example2.c << std::endl;
    cout << "d " << std::hex << example1.d << " " << example2.d << std::endl;
    cout << "e " << std::hex << example1.e << " " << example2.e << std::endl;

    return 0;
}

输出：

a d d                                                                                                                                        
b c d                                                                                                                                        
c b d                                                                                                                                        
d 0 5                                                                                                                                        
e 1 1   

Answer 1

迂腐的答案是：

您的代码具有未定义的行为。写入联合字段并从另一个字段读取并不能保证有效，因此您看到的任何不一致都可以作为“损坏的代码”而被忽略。

事实上，很多人都依赖这种“破坏行为”的一致性，以至于所有现代编译器仍然在这里提供可预测的功能（以忽略一些优化机会为代价）。因此，您的代码中确实有一些特定的东西使它的行为方式如下：

在 中Example1_t，联合有两个重叠的字段：all_bits和 struct。在该结构中，每个成员都有不同的存储空间。

在Example2_t、a、b、c和d中e都是并集的独立字段，因此它们都有重叠的存储。