包含打包结构的结构是否自行打包？

Question

假设我有一个结构，其中包含其他未打包的结构：

struct ContainerOfNonPacked
{
    NonPacked1 first;
    NonPacked2 second;
};

然后我有一个结构，其中包含其他打包的结构：

struct ContainerOfPacked
{
    Packed1 first; // declaration of struct had __attribute__((packed))
    Packed2 second; // ditto
};

第一个不会被编译器打包（即不能保证结构内不会有“洞”）。它可能巧合地没有漏洞，但这不是问题所在。

第二个包含打包结构的容器呢？是否有任何保证一个结构仅由作为其字段的打包结构组成的结构本身是打包的？

Answer 1

编辑：这取决于编译器，而不是可以依赖的行为。

对于 GCC 和 clang，仅包含打包结构的结构本身就是“打包”的。它们不会有任何填充“洞”。

这里有一个例子来说明（godbolt链接：https://godbolt.org/g/2noSpP）：

我们有四个结构，Packed1、Packed2、NonPacked1 和 NonPacked2。

#include <cstdint>

struct Packed1
{
    uint32_t a;
    uint64_t b;
} __attribute__((packed));

struct NonPacked1
{
    uint16_t a;
    // Padding of 2 bytes
    uint32_t b;
    uint8_t c;
};

// We have two structs of the same size, one packed and one not
static_assert(sizeof(NonPacked1) == 12);
static_assert(sizeof(Packed1) == 12);

struct Packed2
{
    uint64_t a;
    uint64_t b;
} __attribute__((packed)); // packing has no effect, but better for illustration

struct NonPacked2
{
    uint32_t a;
    // Padding of 4 bytes
    uint64_t b;
};

// And again, two structs of the same size
static_assert(sizeof(Packed2) == 16);
static_assert(sizeof(NonPacked2) == 16);

Packed1 和 Packed2 进入 ContainerOfPacked 结构，另外两个进入 ContainerOfNonPacked。

struct ContainerOfNonPacked
{
    NonPacked1 first; // 12 bytes
    // Padding of 4 bytes between the non-packed struct-fields
    NonPacked2 second; // 16 bytes
};

struct ContainerOfPacked
{
    Packed1 first; // 12
    // No padding between the packed struct-fields
    Packed2 second; // 16
};

static_assert(sizeof(ContainerOfNonPacked) == 32);
static_assert(sizeof(ContainerOfPacked) == 28);

正如代码 cmets 和静态断言所示，打包结构的容器内部没有填充孔。它的行为就好像它本身是“打包的”。

虽然这是一个答案，但我也在寻找可以引用标准相关部分或其他一些权威/理论解释的答案。