调用非活动联合成员的成员函数

Question

调用foo以下代码会导致UB吗？

using vec = std::array<int, 1>;
struct field0 {
    vec data;
    operator int() {
        return data[0];
    }
};

union a {
    struct {
        vec data;
    } data;
    field0 x;
};

void foo() {
    a bar;
    std::cin >> bar.data.data[0];
    std::cout << bar.x;
}

根据标准，x并且data具有相同的地址，因此强制转换this为vec*. 此外，field0并且与vec布局兼容，因此data通过x.data或反之亦然检查应该是安全的。

然而，我们不只是检查x.data，我们x在它的生命周期之外调用非静态成员函数（或者我们？我找不到x生命周期应该开始的原因），所以正式它是UB。这是正确的吗？

我想要实现的是名称数组字段的通用方法的明确定义版本，例如 union a { int data[3]; int x, y, z};

更新：

1. 抱歉，在删除不必要的细节时，数组字段和“getter”之间的布局兼容性丢失了。现在恢复了。

2. 我将需要使用a值来运行它int*，所以在其他方向 - 声明字段和重载operator[]- 不是一个选项。

Answer 1

您的代码具有未定义的行为。初始公共序列规则在这里对您没有帮助，因为您没有访问公共成员，而是访问整个对象以调用成员函数¹。

我想要实现的是名称数组字段的通用方法的明确定义版本，例如 union a { int data[3]; int x, y, z};

在 C++ 中这样做的方法是使用结构和运算符重载。不是拥有一个数组并试图将其映射到单个成员，而是拥有单个成员，然后假装您的类是一个数组。那看起来像

struct vec
{
    int x, y, z;
    int& operator[](size_t index)
    {
        switch(index)
        {
        case 0: return x;
        case 1: return y;
        case 2: return z;
        }
    }
};

^{1：调用成员函数就是将该对象传递给该函数，就好像它是该函数的第一个参数一样。}