c++ - 初始化派生结构的基础部分/意外打包派生结构字段到基础结构的对齐间隙

Question

出人意料地发现，clang++7 允许自己将派生结构的字段(在下面的示例中带有字段“B::u16_gap”的结构“B”)紧密打包到基本结构的对齐间隙(结构“A”)。但是示例中的函数“zero_init”期望它的输入是具有未使用对齐间隙的“A”对象，因此它可以被“mem​​cpy”覆盖。当应用于“B”对象时，这个函数“zero_init”当然会覆盖“B::u16_gap”字段的任何值。

// compilation: clang++-7 -std=c++17 test.cpp
#include <cstdint>
#include <cstring>
#include <iostream>

struct A {
    std::uint32_t u32 = 0;
    std::uint16_t u16 = 0;
};

void zero_init(A& a) {
    static constexpr A zero = {};
    std::memcpy(&a, &zero, sizeof(A));
};

struct B: public A {
    std::uint16_t u16_gap = 0;
};

static_assert(sizeof(A) == 8);
static_assert(sizeof(B) == 8); // clang++-7 packs additional field "B::u16_gap" to the alignment gap of the A (for g++-7 it is not true)

int main() {
    B b;
    A& a = b;
    b.u16_gap = 123;
    zero_init(a);
    std::cout << b.u16_gap << std::endl; // writes "0" instead of expected "123"
}

此代码中格式错误的部分(偏离 C++17 标准的“良好行为”规则)在哪里？

Answer 1

如您的静态断言所示，A 的大小为 8 个字节。 这意味着您的静态“零”A 对象由 8 个字节的零组成。 memcpy 不知道类型，因此您将普通的 8 个字节复制到 a 的地址，从而覆盖 u16_gap 字段，即存储在这 8 个字节中，就像您的第二个断言显示的那样。

如果你想改变这个，你可以只复制 6 个字节，它应该可以工作。