使用std：：绑定位字段似乎失败了

Question

我在C++17中有以下代码，其中我定义了一个struct，它是位掩码，成员变量是bool类型的位字段。

我正在定义一个tie函数，这样我就可以将它转换成一个类似的std::tuple对象，这是很方便的。问题是：std::tie似乎做错了什么，即使默认构造函数正确地将其初始化为true，第一个成员变量的值似乎也是false。

手动获取bool对位字段的单个引用似乎如预期的那样工作。

我目前正在使用CLang 12。

这是代码：

#include <cassert>
#include <tuple>

struct Bitmask
{
    Bitmask( )
        : first{true}
        , second{false}
        , third{false}
    {
    }

    bool first : 1;
    bool second : 1;
    bool third : 1;
};

auto
tie( const Bitmask& self )
{
    return std::tie( self.first, self.second, self.third );
}

int main()
{
    Bitmask default_bitmask; 
    Bitmask custom_bitmask;
    custom_bitmask.first = false;
    custom_bitmask.second = true;

    const bool& ref_1 = default_bitmask.first;
    const bool& ref_2 = custom_bitmask.first;

    assert( ref_1 != ref_2 ); // this check works   

    assert( std::get< 0 >( tie( default_bitmask ) ) == true ); // this check fails
    assert( std::get< 0 >( tie( custom_bitmask ) ) == false ); // this check works
}

Answer 1

不可能有指向位字段的引用或指针。来自优先选择：

因为位字段不一定从字节的开头开始，所以不能接受位字段的地址。对位字段的指针和非const引用是不可能的。当从位字段初始化const引用时，会创建一个临时的(其类型是位字段的类型)，复制使用位字段的值初始化，并将引用绑定到该临时字段。

来自标准：

运算符&的地址不应应用于位字段，因此没有指向位字段的指针。非连接引用不应绑定到位字段(dcl.init.ref).

附注：

[注3:如果const T&类型的引用的初始化器是引用位字段的lvalue，则引用绑定到临时初始化的位字段值；引用不直接绑定到位字段。见dcl.init.ref。-尾注]

这样编译的唯一原因是tie将Bitmask类型作为const。它的每个位字段成员被视为const，std::tie返回一个const引用的std::tuple。正如上面引用的段落所述，这些引用指的是数据成员的副本，而不是那些实际的数据成员。然后，就像您试图通过引用返回一个const int & x = 10;一样，您最终得到了一个悬空引用的元组。最后，试图获取引用对象的值会导致未定义的行为。