有没有办法避免联合的“过度补偿”对齐？

问题描述

我有一个看起来像这样的结构：

class Foo {
    union {
        size_t cap;
        char buff[15];
    };
    bool isHeap;
}; 

我希望sizeof(Foo)等于16，但在64位计算机上sizeof(Foo)是24。我认为这是因为size_t强制将并列的对齐方式设为8，因此1之后buff和7之后isHeap浪费了字节{1}}。我想到了这个解决方案：

class Foo {
    union{
        struct {
            size_t cap; 
            char ignore[7]; 
            bool isHeap1;
        }; 
        struct {
            char buff[15]; 
            bool isHeap2
        };
    };
};

但是它依赖于未定义的行为，因为您不知道要检查isHeap1还是isHeap2，直到您已经访问了它们的值之一。
有没有办法不浪费那些不依赖未定义行为的字节？

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顺便提一下，如果有人能做得更好，那我就想不出这个问题的好名字了。如果建议使用更好的名称，或者大家都认为它已经是一个合理的名称，我将删除此评论。

解决方法

您可以将packed属性添加到联合以将其强制为15个字节，然后包含的类将为16个字节：

class Foo {
    union  __attribute__((packed)) {
        size_t cap;
        char buff[15];
    };
    bool isHeap;
};

,

    struct {
        size_t cap; 
        char ignore[7]; 
        bool isHeap1;
    };

C ++没有匿名结构。这是C ++中的错误形式。

但是它依赖于未定义的行为，因为在您已经访问过isHeap1或isHeap2的值之一之前，您都不知道要检查它们。

如果成员的顺序灵活，那么这将是一个明确定义的替代方案：

union {
    struct {
        bool isHeap;
        size_t cap; 
    } s1; 
    struct {
        bool isHeap;
        char buff[15]; 
    } s2;
};

这是允许访问联合的不活动成员的特殊情况：两个标准布局结构的公共初始序列。换句话说，即使s1是活动成员，也清楚地定义了s2.isHeap的读取，并导致s1.isHeap的值，反之亦然。