c++ - 相同类型和相同变量的 union 在 GCC 中抛出错误，但在 Visual C++ 中不会

Question

我的头文件中声明了以下代码:

//Integer Vector4D stuffs

typedef union {
    size_t data[4];
    struct {
        size_t x;
        size_t y;
        size_t z;
        size_t w;
    };
    struct {
        size_t x;
        size_t y;
        size_t width;
        size_t height;
    };
} Vector4Di;

//End Integer Vector4D stuffs

我正在为 Windows 和 Linux 编译代码。我正在使用带有 WSL 的 Windows 10 专业版。

这是我从 Microsoft Visual Studio 2017 获取的编译生成输出:

1>------ Build started: Project: SDL, Configuration: Debug x64 ------
1>C:main_pc.cpp
1>1 File(s) copied
1>block.cpp
1>common.cpp
1>draw.cpp
1>game.cpp
1>input.cpp
1>main.cpp
1>Generating Code...
1>SDL.vcxproj -> C:\Users\tom_mai78101\Documents\VSProjects\SDL\x64\Debug\SDL.exe
========== Build: 1 succeeded, 0 failed, 0 up-to-date, 0 skipped ==========

从上面的构建日志可以看出，编译时构建成功。

但是，相同的源代码会在 GCC 中引发错误:

$ make
clean ...
build ...
main.cpp
In file included from /mnt/c/Users/tom_mai78101/Documents/VSProjects/SDL/SDL/../SDL/main.cpp:1:0:
/mnt/c/Users/tom_mai78101/Documents/VSProjects/SDL/SDL/../SDL/game/common.h: At global scope:
/mnt/c/Users/tom_mai78101/Documents/VSProjects/SDL/SDL/../SDL/game/common.h:358:10: error: redeclaration of 'size_t <unnamed union>::<unnamed struct>::x'
   size_t x;
          ^
/mnt/c/Users/tom_mai78101/Documents/VSProjects/SDL/SDL/../SDL/game/common.h:352:10: note: previous declaration 'size_t <unnamed union>::<unnamed struct>::x'
   size_t x;
          ^
/mnt/c/Users/tom_mai78101/Documents/VSProjects/SDL/SDL/../SDL/game/common.h:359:10: error: redeclaration of 'size_t <unnamed union>::<unnamed struct>::y'
   size_t y;
          ^
/mnt/c/Users/tom_mai78101/Documents/VSProjects/SDL/SDL/../SDL/game/common.h:353:10: note: previous declaration 'size_t <unnamed union>::<unnamed struct>::y'
   size_t y;
          ^

要点是，在 GCC 中，它会提示 size_t x; 和 size_t y; 如何在 union 内重新声明，Vector4Di 。但是 MSBuild 不会抛出这方面的错误，它成功编译了代码。

据我所知，我认为具有相同类型和相同变量名的 union 不应相互冲突，尤其是当变量位于结构中时。特别是在为 C++11 编译时，众所周知 C++11 对 union 有更好的支持。

请问为什么它会抛出 GCC 错误？我应该如何修复此错误，以便 MSBuild 和 GCC 都能成功编译？

提前致谢。

Answer 1

C++ 标准不允许匿名 struct 不被用来在 union 中定义其类型的成员；使用匿名 struct 将其成员注入(inject)封闭的 union is just a widespread extension ，但它不是标准的 C++，因此并未严格定义该机制的工作原理。

特别是，在这里您正踏入危险的水域，因为您有两个匿名结构，其成员具有相同的名称；从 C++ 标准的角度来看，这绝对是模糊的，因为当你这样做时，什么是“活跃的 union 成员”是模棱两可的。 v4d.x = 5;.

VC++ documentation没有描述在这种情况下会发生什么；快速检查告诉我 it doesn't get mad even if the names refer to conflicting memory locations - 它似乎只是指第一个被定义的匿名结构的成员，如果你问我，这完全是疯了。

gcc 反而会生气，因为它就像在同一个 struct 中声明两个具有相同名称的成员； its documentation实际上说:

You must never create such structures that cause ambiguous field definitions. For example, in this structure:

struct {
  int a;
  struct {
    int a;
  };
} foo;

it is ambiguous which a is being referred to with foo.a. The compiler gives errors for such constructs.

因此，这不是您可以通过编译器开关或其他方式解决的问题； gcc 不支持它，期间。

这一愿景得到了唯一正式正式描述此功能的标准的确认，即 ISO C 11 标准；在那里，在 §6.7.2.1 ¶13，据说:

An unnamed member of structure type with no tag is called an anonymous structure; an unnamed member of union type with no tag is called an anonymous union. The members of an anonymous structure or union are considered to be members of the containing structure or union. This applies recursively if the containing structure or union is also anonymous.

结构的命名成员必须具有唯一的名称。

---

所以，回顾一下:

• 如果你想让它成为标准的 C++，你必须给你的子结构起一些名字；你可以这样做:

  union Vector4Di {
      size_t data[4];
      struct {
          size_t x;
          size_t y;
          size_t z;
          size_t w;
      } q;
      struct {
          size_t x;
          size_t y;
          size_t width;
          size_t height;
      } r;
  };
  

  调整其余代码并对其感到满意。

• 如果您可以使用这些扩展，您仍然可以通过在第二个 struct< 中以不同方式命名 x 和 y 来使其正常工作，如:

  union Vector4Di {
      size_t data[4];
      struct {
          size_t x;
          size_t y;
          size_t z;
          size_t w;
      };
      struct {
          size_t dummy_x;
          size_t dummy_y;
          size_t width;
          size_t height;
      };
  };
  

  在这种情况下，您可以自由地使用 x 和 y 以及 width 和 height，我怀疑从标准的角度来看，它甚至还可以——如果我们忽略“匿名结构”这个东西；这两个结构是标准布局并且与布局兼容，因此标准保证您可以使用您喜欢的任何名称来检查“公共(public)初始序列”。