使用联合将相同的内存分配给类成员变量答案

【问题标题】：Assigning same memory to class member variables using unions使用联合将相同的内存分配给类成员变量
【发布时间】：2011-07-28 16:25:10
【问题描述】：

我正在尝试矢量化现有的 Vector 类

class Vector
{
 public:
   float X,Y,Z;
};

尝试向量化类成员而不影响其他类访问这些成员变量

class Vector
{
 public:
   union{
      float X,Y,Z;
      vector float vec4;
   };
};

但是由于没有找到成员名称 X,Y,Z 存在编译器错误。有没有其他获取变量的方法？

作为参考，vector float 类型来自IBM™ Cell Broadband Engine™ Software Development Kit V3.0 for Multicore Acceleration。

【问题讨论】：

这条线看起来很不对劲：vector float vec4;.
moss.csc.ncsu.edu/~mueller/cluster/ps3/SDK3.0/docs/…
啊，我明白了。对此感到抱歉。但也许你应该提到这一点。 :)
在一个声明器中声明三个浮点数并不能神奇地使它们成为一个“实体”。这只是一个简写。您必须将它们包装在一些结构中。

标签： c++ vector simd vectorization altivec

【解决方案1】：

struct VectorData {
  float X, Y, Z;
};

union VectorUnion {
  VectorData VecData;
  vector float vec4;
};


class Vector {
public:
  Vector() : X(u.VecData.X), Y(u.VecData.Y), Z(u.VecData.Z) {}
  float & X;
  float & Y;
  float & Z;
private:
  VectorUnion u;
};

这是我相信您可以使用标准 C++ 获得的最接近的 - 这会使 Vector 更大，并且需要您自己实现赋值运算符。

【讨论】：

我认为是 MSVC 将匿名工会的成员提升到父范围作为扩展？
@Erik: `vector float vec4;'不会真正编译！
@Als：请参阅 Rinesh 的评论 - 他正在使用一些 SIMD 扩展，它定义了 vector float 类型的 a.o
有没有办法像以前一样访问变量 X、Y、Z 并让 vec4 指向同一个位置。
@Erik：用你所拥有的&(u.X) == &(u.Y) == &(u.Z)。你需要另一个结构级别。

【解决方案2】：

在标准 C++ 中使用联合无法做到这一点。你只能阅读你以前写过的东西。所以写X、Y、Z，然后读vec4会产生未定义的行为。

我建议创建一个成员函数vector float toVector() const，它会在需要时创建向量。或者你可以考虑定义一个成员operator vector float() const。

【讨论】：

是的，它是 UB，但它几乎得到了普遍的安全支持，而且 UB 经常被忽略......而且那些通常（并且非常正确地）像瘟疫一样避免 UB 的人。随心所欲。

【解决方案3】：

您无法完全按照您的意愿行事（使用代码中的语法）。

一个正确的例子：

union{
    float coords[4];
    vector float vec4;
};

然后你可以逐个元素地挑选出来。

或者：

union{
    struct {
        float X, Y, Z;
    } v;
    vector float vec4;
};

但是你通过.v.X访问值

【讨论】：

【解决方案4】：

这应该可以解决问题。

#include <iostream>

using namespace std;

class Point
{
public:
    Point() { X = 0.0f; Y = 0.0f; Z = 0.0f; };
    ~Point() {};

    union
    {
        struct{
            float X; float Y; float Z;
        };
        float index[3];
    };

    float operator[](int it)
    {
        return index[it];
    };
};

void main()
{
    Point p;

    p.X = 1.0f;
    p.Y = 2.0f;
    p.Z = 3.0f;

    cout << p[0] << " " << p[1] << " " << p[2] << endl;

    p.index[0] = 4.0f;
    p.index[1] = 5.0f;
    p.index[2] = 6.0f;

    cout << p[0] << " " << p[1] << " " << p[2] << endl;

    cin.get();
}

【讨论】：