在函数参数中使用联合

Question

我最近发现有些东西可以编译（但不确定它是否合法）。我对这种东西的需求来自于：我的项目为选定的拱门输出机器代码。（可能与运行程序的拱门相同，也可能不同）。所以，我现在想支持最多 64 位架构（同时也支持现有的 32 位和 16 位架构。）我目前的解决方案是让 new_state 的“基础”只是一个 uint64_t，并根据需要手动转换为 16 位和 32 位.不过，我发现您可以在函数参数中编译联合。所以这样编译的函数：

int pcg_new_state(pcg_state *s,int arch,void *mem,int sz,
             union{
    uint16_t b16;
    uint32_t b32;
    uint64_t b64;
}base ,int self_running);

这种东西是“合法的”还是被任何其他编译器支持？而且，如果不创建联合然后将此联合传递给 new_state，我无法弄清楚如何调用此函数。

Answer 1

总结：是的，这在 C 中是有效，尽管在​​ C++ 中是非法的。后者包含解释差异的注释

更改：在 C++ 中，类型可能未在返回或参数类型中定义。在 C 中，这些类型定义是允许的

例子：

void f( struct S { int a; } arg ) {} // valid C, invalid C++
enum E { A, B, C } f() {} // valid C, invalid C++

• 基本原理：比较不同编译单元中的类型时，C++ 依赖名称等价，而 C 依赖结构等价。关于参数类型：由于参数列表中定义的类型将在函数的范围内，因此 C++ 中唯一合法的调用将来自函数本身。
• 对原始特征的影响：删除语义明确的特征。
• 转换难度：语义转换。类型定义必须移动到文件范围或头文件中。
• 使用的广泛程度：很少。这种类型定义风格被视为糟糕的编码风格。

C 中的结构等价是通过“类型兼容性”的概念完成的。这允许 C 将许多类型视为相同，即使它们在理论上是不同的 - 因为它们是在两个不同的翻译单元中声明的。在 C++ 中，这个概念不存在，因为类型具有链接并且匹配到同一个实体（即允许成员函数相互链接）。

请注意，上面引用的解释是基于 C89，它在确定类型兼容性时没有考虑结构的标记名称。在C89 draft 中，相关文字如下：

此外，如果在不同的翻译单元中声明的两个结构、联合或枚举类型具有相同的成员数量、相同的成员名称和兼容的成员类型，则它们是兼容的；对于两个结构，成员的顺序应相同；

在 C99 中，类型检查更加严格：如果一个结构具有标记名称，则另一个结构声明必须具有相同的标记名称。因此，在您的未命名联合类型的情况下，要在另一个具有兼容类型的 TU 中声明一个函数，如果您想拥有有效的 C99 代码（没有未定义的行为），您将再次需要一个未命名的联合 - 您不能“欺骗”周围，并且在一个 TU 中使用命名联合，在另一个 TU 中使用未命名联合。不过，在我看来，这个“技巧”对 C89 有效。 C99 TC3 6.2.7/1:

此外，如果它们的标签和成员满足以下要求，则在单独的翻译单元中声明的两种结构、联合或枚举类型是兼容的：如果用标签声明了另一种，则应使用相同的标签声明另一种。如果两者都是完整类型，则适用以下附加要求：它们的成员之间应存在一对一的对应关系，使得每对对应的成员都声明为兼容的类型，并且如果对应对的一个成员是用一个名字声明，另一个成员用相同的名字声明。对于两个结构体，对应的成员应该以相同的顺序声明。

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你想要的方式行不通。调用函数会将参数转换为参数的类型，就像通过正常赋值一样。

因此，要使其工作，您必须有一个与参数类型兼容的参数。对于在 same 翻译单元中声明的两个联合，这意味着它们的类型必须相等 - 这是您可以在同一翻译单元中提出兼容类型的唯一方法。但这不起作用，因为未命名联合的声明创建了一个唯一的新类型 - 无法使用另一个声明“引用”它。

所以，总结一下——你必须给联合类型一个名字。为了避免创建一个单独的变量来传递所需的基本参数，我会在函数外部声明它，并创建返回一个你可以传递的联合的函数

union base_type {
        uint16_t b16;
        uint32_t b32;
        uint64_t b64;
};

int pcg_new_state(pcg_state *s,int arch,void *mem,int sz,
                  union base_type base,int self_running);

union base_type base_b16(uint16_t t) 
{ union base_type b; b.b16 = t; return b; }
union base_type base_b32(uint32_t t) 
{ union base_type b; b.b32 = t; return b; }
union base_type base_b64(uint64_t t) 
{ union base_type b; b.b64 = t; return b; }

现在，它可能如下所示

pcg_new_state(...., base_b32(4211), ....);

Answer 2

我快速浏览了（编辑：C++）标准，并没有在 8.3.5 - Functions [dcl.fct] 或 9.5 - Unions [class.union] 中看到任何禁止它的内容。作为一个半受过教育的猜测，我会说通过一个联合是合法的，但不能像这样声明一个内联。 GCC 给出：

错误：类型可能未在参数类型中定义。

所以你必须提前定义类型。

但是，即使它是合法的，也不意味着它是一个好主意。只是看着它，我建议也许重载可以提供更好的解决方案。但当然你最了解你的代码......只是想你可能想寻找一个更简单、更惯用的解决方案。

Answer 3

这个怎么样：

typedef struct _base
{
    union
    {
        uint16_t b16;
        uint32_t b32;
        uint64_t b64;
    };
}Base;

int func(Base b)
{
    return 0;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{

    Base b;
    b.b16 = 0xFFFF;
    func(b);

    return 0;

}

Answer 4

您可以通过在函数中为联合提供名称来使其在 GCC 中编译，但由于定义的范围，您将无法使用它，正如 GCC 警告的那样：

test_union.c:14: warning: ‘union X’ declared inside parameter list
test_union.c:14: warning: its scope is only this definition or declaration, which is probably not what you want

代码：

int pcg_new_state(pcg_state *s,int arch,void *mem,int sz,
                         union X{
        uint16_t b16;
        uint32_t b32;
        uint64_t b64;
}base ,int self_running);

Answer 5

无论如何，工会的规模将是最大成员的规模 - 所以你不会得到任何东西。您不妨只设置参数 uint64_t，因为从较大的无符号类型到较小的无符号类型的转换是明确定义的，并且通常实现起来很便宜。 （例如，将 uint64_t 分配给 uint16_t 可以通过取更宽类型的最低 16 位来完成）。

编辑：例如

int pcg_new_state(pcg_state *s,int arch,void *mem,int sz, uint64_t param_base ,int self_running)
{
    /* Implementation for 16 bit arch */
    uint16_t base = param_base;

    /* ... more code ... */
}