如何使用匿名结构/联合编译 C 代码？

Question

我可以在 c++/g++ 中做到这一点：

struct vec3 { 
    union {
        struct {
            float x, y, z;
        }; 
        float xyz[3];
    }; 
};

那么，

vec3 v;
assert(&v.xyz[0] == &v.x);
assert(&v.xyz[1] == &v.y);
assert(&v.xyz[2] == &v.z);

会起作用的。

如何用 gcc 在 c 中做到这一点？我有

typedef struct {
    union {
        struct {
            float x, y, z;
        };
        float xyz[3];
    };
} Vector3;

但是我到处都遇到错误，特别是

line 5: warning: declaration does not declare anything
line 7: warning: declaration does not declare anything

Answer 1

根据http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Unnamed-Fields.html#Unnamed-Fields

-fms-extensions 将启用您（和我）想要的功能。

Answer 2

（此答案适用于 C99，不适用于 C11）。

C99 没有匿名结构或联合。您必须为它们命名：

typedef struct {
    union {
        struct {
            float x, y, z;
        } individual;
        float xyz[3];
    } data;
} Vector3;

然后你必须在访问它们时使用名称：

assert(&v.data.xyz[0] == &v.data.individual.x);

在这种情况下，因为您的顶级结构有一个联合类型的项目，您可以简化：

typedef union {
    struct {
        float x, y, z;
    } individual;
    float xyz[3];
} Vector3;

现在访问数据变成：

assert(&v.xyz[0] == &v.individual.x);

Answer 3

新的 C11 标准将支持匿名结构和联合，请参阅 2011 年 4 月草案的前言第 6 段。

http://en.wikipedia.org/wiki/C1X

奇怪的是 gcc 和 clang 现在都支持 C89 和 C99 模式下的匿名结构和联合。在我的机器上没有出现警告。

Answer 4

人们还可以随时执行以下操作：

typedef struct
{
    float xyz[0];
    float x, y, z;
}Vec3;

零长度数组不分配任何存储空间，只是告诉 C “指向下一个声明的东西”。然后，您可以像访问任何其他数组一样访问它：

int main(int argc, char** argv)
{
    Vec3 tVec;
    for(int i = 0; i < 3; ++i)
    {
        tVec.xyz[i] = (float)i;
    }

    printf("vec.x == %f\n", tVec.x);
    printf("vec.y == %f\n", tVec.y);
    printf("vec.z == %f\n", tVec.z);

    return 0;
}

结果：

vec.x == 0.000000
vec.y == 1.000000
vec.z == 2.000000

如果你想更加偏执，你可以手动指定数据打包策略以适应你的平台。

Answer 5

匿名联合是 C++ 语言的一个特性。 C 语言没有匿名联合。

匿名结构在 C 和 C++ 中都不存在。

您在问题中提出的声明可能会使用 GCC C++ 编译器进行编译，但它只是特定于编译器的扩展，与标准 C 和标准 C++ 无关。

最重要的是，无论您如何实现它，C 和 C++ 语言都不能保证您的断言会成立。

Answer 6

我可以在 GCC 中毫无警告地做到这一点

typedef union {
    struct { // human-friendly access
        float x;
        float y;
        float z;
        float w;
    };
    float xyz[3];
    struct { // human-friendly access
        float r;
        float g;
        float b;
        float a;
    };
    float rgb[3];
} Vector4f;

int main()
{
    Vector4f position, normal, color;
    // human-friendly access
    position.x = 12.3f;
    position.y = 2.f;
    position.z = 3.f;
    position.w = 1.f;

    normal.x = .8f;
    normal.y = .9f;
    normal.z = .1f;
    normal.w = 1.f;

    color.r = 1.f;
    color.g = .233f;
    color.b = 2.11f;
    color.a = 1.1f;

    // computer friendly access
    //some_processor_specific_operation(position.vec,normal.vec);
    return 0;
}

C:\>gcc vec.c -Wall

C:\>gcc --version 海合会 (GCC) 4.4.0 版权所有 (C) 2009 Free Software Foundation, Inc. 这是免费软件；查看复制条件的来源。没有 保修单;甚至不考虑适销性或特定用途的适用性。

Answer 7

C 中也不支持匿名联合。

还要注意，如果你这样声明：

typedef struct {
    union {
        struct {
            float x, y, z;
        } individual;
        float xyz[3];
    } data;
} Vector3;

在做

Vector3 v;
v.data.xyz[0] = 5;

float foo = v.data.individual.x;

是一种未定义的行为。您只能访问最后分配的工会成员。在您的情况下，使用联合是错误且糟糕的编码习惯，因为它依赖于标准中未指定的许多内容（填充...）。

在 C 中，你会喜欢这样的东西：

typedef struct {
    float v[3];
} Vec3;

如果你不想使用 v[x]，你可以考虑：

#define X(V) ((V).v[0])

Vec3 v;
X(v) = 5.3;
printf("%f\n", X(v));

Answer 8

C 的 GNU 方言支持匿名结构/联合，但默认情况下 GCC 使用某种标准 C 进行编译。要使用 GNU 方言，请在命令行中输入“-std=gnu99”。

Answer 9

未识别的结构成员不是 ANSI/ISO C99 标准解释了这一点，但我发现发生了一件有趣的事情，在 GNU C 编译器 2.xx 版本的某些端口上，使用未识别的结构成员有效，它找到了它们，没有说诸如“x 不是 union\struct y 的成员，x 是什么？”之类的东西，其他时候，它是 ol'“x 未定义”，“x 不是 struct 的成员”，我发誓我看到了一个“指向未知的指针”，因为这个原因。

所以我，专业地会和其他人一起去，只是给结构\联合成员一个标识符，或者在联合的情况下，仔细重新排列代码，使联合最终成为一个已识别结构的已识别成员，并且嵌入原始联合的未识别结构中的成员成为已识别结构的成员，并与已识别的联合成员一起仔细使用。 但在那些情况下，如果后一种方法不是可行的替代品，我只会给烦人的结构一个标识符，然后继续。

Answer 10

我可以建议一个有趣的解决方法，以避免结构中的字段过多。建议对简单命名的定义发出警告，因为它可能会产生冲突。

#define x    ___fl_fld[0]
#define y    ___fl_fld[1]
#define z    ___fl_fld[2]
#define w    ___fl_fld[3]
#define r    ___fl_fld[0]
#define g    ___fl_fld[1]
#define b    ___fl_fld[2]
#define a    ___fl_fld[3]
typedef union {
    float ___fl_fld[4];
    float xyz[3];
    float rgb[3];
} Vector3;

你可以像这样访问结构：

Vector3 v;
assert(&v.x == &v.r); //Should return true

最后，这将是一个与 C99 兼容的多类型联合：

#define u8llsb __u8[0]
#define u8lmsb __u8[1]
#define u8mlsb __u8[2]
#define u8mmsb __u8[3]
#define u16lsb __u16[0]
#define u16msb __u16[1]
#define u16    __u16[0]
#define u8lsb  __u8[0]
#define u8msb  __u8[1]

typedef union {
    uint32_t u32;
    int32_t  i32;
    uint16_t  __u16[2];
    uint8_t   __u8[4];
} multitype_t;

multitype_t Var;
var.u32;
var.i32;
var.u8llsb;
/* etc. */