Question

在C中，我有这样的结构

typedef struct
{
 char *msg1;
 char *msg2;
 .
 .
 char *msgN;
}some_struct;

some_struct struct1;
some_struct *pstruct1 = &struct1;

我想保留一个指针或变量，当递增或递减时，给出该结构的下一个/最后一个成员变量。我不想使用char *数组，因为它已经像这样设计了。

我尝试使用union和structure组合，但我不知道如何编写代码。

思想迭代器可能有所帮助，但这是C. 有什么建议？

Answer 1

你不能安全地做到这一点。您可以冒险将相邻的字符指针真正相邻（没有填充），就像它们在数组中一样，但是您无法确定这是否非常直接进入未定义的行为雷区。

您可以将其抽象为索引，并执行以下操作：

char * get_pointer(some_struct *p, int index)
{
  if(index == 0)
    return p->msg1;
  if(index == 1)
    return p->msg2;
  /* and so on */
  return NULL;
}

然后你可以使用一个可以自由递增/递减的索引，只需在需要时调用get_pointer()将它映射到一个消息指针。

Answer 2

您可以使用严格的C来执行此操作，但您需要采取某些预防措施以确保符合标准。我将在下面解释这些，但您需要采取的预防措施是：

（0）通过包含此声明确保没有填充：

extern int CompileTimeAssert[
    sizeof(some_struct) == NumberOfMembers * sizeof(char *) ? 1 : -1];

（1）从结构的地址初始化指针，而不是成员的地址：

char **p = (char **) (char *) &struct1;

（我怀疑上面没有必要，但我必须从C标准中插入更多推理。）

（2）按以下方式递增指针，而不是使用++或添加一个：

p = (char **) ((char *) p + sizeof(char *));

以下是解释。

（0）中的声明充当编译时断言。如果结构中没有填充，则结构的大小等于成员数乘以成员的大小。然后三元运算符求值为1，声明有效，编译器继续。如果有填充，大小不相等，则三元运算符求值为-1，并且声明无效，因为数组不能具有负大小。然后编译器报告错误并终止。

因此，只有在结构没有填充时，才会编译包含此声明的程序。此外，声明不会消耗任何空间（它只声明一个永远不会定义的数组），并且它可以与其他表达式重复（如果条件为真，则计算为数组大小为1），因此不同的断言可能是使用相同的数组名称进行测试。

项目（1）和（2）处理的问题是指针算法通常只能在数组中起作用（最后包括一个名义上的哨兵元素）（根据C 2011 6.5.6 8）。但是，C标准对字符类型进行了特殊保证，在C 2011 6.3.2.3中7.指向结构的指针可以转换为指向字符类型的指针，它将产生指向结构的最低寻址字节的指针。结果的连续增量，直到对象的大小，产生指向对象剩余字节的指针。

在（1）中，我们从C 2011 6.3.2.3 7中知道，(char *) &struct1是指向struct1的第一个字节的指针。当转换为(char **)时，它必须是指向struct1的第一个成员的指针（特别感谢C 2011 6.5.9 6，它保证了相等的指针指向同一个对象，即使它们有不同的类型。）

最后，（2）解决了这样一个事实，即数组算术不能直接保证对我们的指针起作用。也就是说，p++将增加一个严格不在数组中的指针，因此6.5.6不能保证算术8.所以我们将它转换为char *，保证增量按照6.3.2.3 7的规定，我们将它增加四次，然后将其转换回char **。这必须产生一个指向下一个成员的指针，因为没有填充。

有人可能会声称添加char **（例如4）的大小与一个char的四个增量不同，但标准的意图当然是允许一个地址来处理字节以合理的方式对象。但是，如果您想避免这种批评，可以将+ sizeof(char *)更改为+1+1+1+1（对于大小为4的实现）或+1+1+1+1+1+1+1+1（其中它为8）。

Answer 3

获取第一个成员的地址并将其存储到char **：

char **first = &struct1.msg1;
char **last = &struct1.msg1 + sizeof(some_struct) / sizeof(char *) - 1;

char **ptr = first;  /* *ptr is struct.msg1 */
++ptr;               /* now *ptr is struct1.msg2 */

这假设结构只包含char *个成员。

使用指针访问结构成员

3 个答案: