Question

我想创建一个获取void指针的函数。该指针指向任意用户数据。现在这不相关。描述此用户数据的描述符更为重要。在此数据下。我想得到它的地址，有两种不同的解决方案：

struct data_desc {
     size_t size;
     data_type_t type;
     /* And so on... */
};

/* Operate on the descriptor */
void operate_on_data(void *ptr)
{
    struct data_desc *desc;
    /* Now I want to get the desc /*

    /* This is the first approach, simply fails */
    desc = ((struct data_desc *)ptr) - sizeof(struct data_desc);
    /* This is the second, it works...*/
    desc = (struct data_desc *)ptr;
    desc--; 
    /* Do something with desc */
}

如您所见，我使用两种不同的方法来获取描述符的地址。我认为第一个更自然，但它不起作用。我使用了更多的括号来避免优先问题。

我知道这些方法不安全。 第一个不起作用，为什么？这种行为背后的原因是什么？

提前致谢！

Answer 1

问题是指针算术。当你拿一个指针并减去1时，你实际上是在减去(1*sizeof(struct))。第一个带有“-sizeof”的等式，你实际上是从指针中减去(sizeof(struct) * sizeof(struct))个字节。有意义吗？

Answer 2

当您将data_desc定义为struct data_desc的指针时，编译器知道在将指针递增或递减1时添加或减去sizeof(struct data_desc)。换句话说，它将“一”翻译成“一个结构”。

编写这样的代码很常见：

struct data_desc *desc = (struct data_desc *) ptr;

然后你可以像这样操纵它：

size_t sz0 = desc->size;  // size of 0th element
size_t sz1 = desc[1].size;  // size of 1st element
size_t sz2 = (desc + 2)->size; // size of 2nd element (slightly awkward)
desc++;  // Increment to next structure

返回原始代码：可以编写desc = ((struct data_desc *)ptr) - 1;，但大多数程序员更愿意初始化desc然后直接使用它。

Answer 3

desc = ((struct data_desc *)ptr) - sizeof(struct data_desc);

您将ptr强制转换为struct data_desc *。现在，编译器对此指针执行的所有算法都是以它指向的类型的大小为块。

因此，如果您减去sizeof(struct data_desc)（假设struct data_desc的大小为8个字节），ptr将指向一个可以在其自身之间插入8 struct data_desc的位置和ptr。

假设下面的每个loc都可以容纳一个struct data_desc

-------------------------------------------------------------
|     |     |     |     |     |     |     |     |     |     |
| loc | loc | loc | loc | loc | loc | loc | loc | loc | ptr | 
|  9  |  8  |  7  |  6  |  5  |  4  |  3  |  2  |  1  |     |
-------------------------------------------------------------
      ^                                               ^
      |                                               |
     desc                                            ptr 
     location                                        location
     after
     subtraction

使用void指针的奇怪行为

3 个答案: