C++14中访问union的非活跃成员是否合法？

我查阅了大量资料后，对C14里访问union的非活跃成员是否合法感到困惑。我知道在C11及更早版本中，这属于未定义行为。

请问是否允许像以下代码这样使用union？

typedef union _BYTE_VAL_T
{
    unsigned char Val;
    struct
    {
        unsigned char b0:1;
        unsigned char b1:1;
        unsigned char b2:1;
        unsigned char b3:1;
        unsigned char b4:1;
        unsigned char b5:1;
        unsigned char b6:1;
        unsigned char b7:1;
    } bits;
} BYTE_BITS_T;


int main()
{
   BYTE_BITS_T reg;
   reg.bits.b5 = 0x1;
   std::cout << reg.Val; // use of inactive member
}

解答 #

1. C++14标准层面的规则
   C14确实新增了“union的所有非静态数据成员地址相同”的规定，但这一规则并未直接授权访问非活跃成员。从标准的严格定义来看，C14中访问union的非活跃成员仍然属于未定义行为——直到C++17才补充了更宽松的规则：若union的两个成员为标准布局类型，且它们的共同初始子序列覆盖整个成员，则允许通过一个成员赋值后访问另一个成员的对应部分。

2. 代码中的具体问题

• 代码里的位域结构体属于实现定义行为：位域的排列顺序（比如b0对应字节的最低位还是最高位）、填充方式都由编译器决定，跨平台可能出现不一致的结果。
• 虽然主流编译器（GCC、Clang、MSVC）大多支持这种“类型双关”的union用法，将其作为编译器扩展，但这并非C++14标准所保证的合法行为。

3. 总结
   从标准规范角度，C++14中你的代码写法不合法；但从实际工程角度，多数编译器会支持该写法，不过需要承担位域布局带来的跨平台风险。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Manuel Tonella