C 什么构成工会中的填充？

我试图解释当未显式初始化时，关于联合的静态（和线程本地）初始化

第6.7.9 10节（第139页）规定如下：

如果没有显式初始化具有自动存储持续时间的对象，则其值是不确定的。如果没有显式初始化具有静态或线程存储持续时间的对象，则：

-如果有指针类型，则初始化为空指针

-如果它有算术类型，则初始化为（正或无符号）零

-如果它是一个聚合，则根据这些规则（递归地）初始化每个成员，并将任何填充初始化为零位

-如果它是一个并集，则根据这些规则（递归地）初始化第一个命名成员，并将任何填充初始化为零位

假设我们使用的是amd64体系结构，给出以下声明：

static union { uint32_t x; uint16_t y[3]; } u;

可以

u.y[2]

包含非零值，或者因为它被视为填充而将其初始化为零？

---

我已经浏览了C11标准，但是对于什么构成工会中的填充，几乎没有任何解释。在填充中没有提到，因此在这种情况下，

u.y[2]

可以是非零。

如果存储是自动的，它可能包含任何值，因为它没有初始化。 如果存储器是静态的，它将初始化为零

填充不会影响联合，因为它是不属于结构或联合的任何成员的东西

---

例如，如果在您的实现中，数据被填充到8字节边界，则根本不会添加填充。此并集与下一个对象之间将有2个字节的间隔。

未被

x

使用的

y

所使用的额外空间不被视为填充。第6.7.2.1p17节“结构和联合规范”规定：

在结构或联合的末尾可能有未命名的填充

在您的示例中，

y

使用的、未被

x

使用的字节仍被命名，因此不是填充

您的示例很可能有这种未命名的填充，因为最大的成员占用6个字节，但其中一个成员是

uint32\t

，通常需要4字节对齐。事实上，在GCC4.8.5上，这个联合的大小是8字节。因此，此联合体的内存布局如下所示：

            -----  --|       ---|
         0  | 0 |    |          |
            -----    |          |-- y[0]
         1  | 0 |    |          |
            -----    |-- x   ---|
         2  | 0 |    |          |            
            -----    |          |-- y[1]
         3  | 0 |    |          |
            -----  --|       ---|
         4  | 0 |               |
            -----               |-- y[2]
         5  | 0 |               |
            -----            ---|
         6  | 0 |  -- padding
            -----
         7  | 0 |  -- padding
            -----

因此，严格阅读标准，对于这个联合体的静态实例，没有显式的初始值设定项：

• 对应于

  x

  （即第一个命名成员）的字节0-3被初始化为0，导致

  x

  为0
• 与y[2]相对应的字节4-5保持未初始化，并且具有不确定值
• 与填充相对应的字节6-7被初始化为0

我在gcc 4.8.5、clang 3.3和MSVC 2015上对此进行了测试，在各种优化设置下，它们都将all字节设置为0。但是，严格阅读标准并不能保证这种行为，因此这些编译器的不同优化设置、不同版本或不同的编译器可能会做不同的事情

从实用的角度来看，编译器只需将静态对象的所有字节设置为0即可满足此要求。当然，这是假设没有整数类型具有填充，浮点类型为IEEE754，空指针的数值为0。在大多数人可能遇到的大多数系统上，情况就是这样。情况并非如此的系统可能更倾向于将这些字节设置为0以外的值。因此，尽管这些字节可能被设置为0，但也不能保证

需要记住的一点是，根据6.7.2.1p16，工会一次只能存储一名成员：

工会的规模足以容纳其最大的成员at的值 大多数成员可以随时存储在联合对象中。指向联合对象的指针 经过适当转换的union对象指向其每个成员（或者如果成员是位- 字段，然后发送到它所在的单元），反之亦然

因此，如果未初始化具有静态存储持续时间的

联合

，则只能安全地访问第一个成员，因为它是隐式初始化的成员

唯一的例外是，如果联合体包含具有一组公共初始成员的结构，在这种情况下，您可以访问内部结构的任何公共元素。第6.5.2.3p6节对此进行了详细说明：

为了简化工会的使用，有一个特别的保证：如果工会包含 几个结构共享一个共同的初始序列（见下文），如果联合 对象当前包含其中一个结构，允许它检查公共 它们中任何一个的起始部分，即完整的联合类型声明 是可见的。两个结构共享一个 公共初始序列 如果对应的成员 具有一个或多个序列的兼容类型（对于位字段，具有相同的宽度） 最初的成员

u.y[2]是否可以包含非零值，或者是否因为被视为填充而将其初始化为零？

u.y[2]

不被视为填充。它是数组

y

的一个元素，是union

u

的成员

联合体的大小仅与容纳其最大成员所需的大小相同（也可以添加额外的未命名的尾随填充物，以便于保存）

来自C标准#6.7.2.1p17

17在结构或接头的末端可能有未命名的填充物

最大的内存

#include <inttypes.h>

int main() {
        static union { uint32_t x; uint16_t y[3]; } u;
}

# clang -Wpadded p.c

p.c:4:16: warning: padding size of 'union (anonymous at p.c:4:16)' with 2 bytes to alignment boundary [-Wpadded]
        static union { uint32_t x; uint16_t y[3]; } u;
               ^
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