Question

我正在向大尺寸结构指针投射数据缓冲区。它会引起任何问题吗？我在Visual Studio上尝试了以下代码，没有发现任何警告或错误。

#include <iostream>
using namespace std;

struct test
{
    char var1;
    char var2;
    long var3;
};
void function(char* data);

int main (void)
{
    char data[5] = {1, 0, 0, 3, 4};
    function(data);

    system("Pause");
    return 0;
}

void function(char* data)
{
    test* pTest = reinterpret_cast<test*>(data); // casting
    printf("%x\n", pTest->var1);
    printf("%x\n", pTest->var2);
    printf("%x\n", pTest->var3);
}

Answer 1

您必须了解内存管理的工作原理。您静态分配了数组data，因此它将被放在堆栈上（它包含具有被调用函数的局部变量的帧）。堆栈是为每个进程静态分配的（这意味着，通过进程生命周期，它具有恒定的大小）。

从现在开始，堆栈看起来更像是这样：

data[1, 0, 0, 3, 4]

现在你调用了函数function。新的框架被放在堆栈上，所以看起来更像是这样：

data[1, 0, 0, 3, 4] | return-pointer[a b c d] pTest [e f a b]
(main data)           (function data)

现在，您将数据转换为您的类型，其大小至少为6个字节（假设它可能需要8个或更多字节，具体取决于类内容对齐）。所以你试着访问这些字节：

data[1, 0, 0, 3, 4] | return-pointer[a b c d] pTest [e f a b]
(main data)           (function data)
     *  *  *  *  *                   *

（请注意，我的堆栈可视化简化了，可能会在调用函数后剩下更多数据）。

您在以后的printf期间访问的所有内存都属于您的应用程序，因此操作系统不会引发访问冲突错误。您阅读了数据，因此您不会损坏任何内容。但现在假设你要写一些东西给pTest->var3。这些字节将被覆盖：

data[1, 0, 0, 3, 4] | return-pointer[a b c d] pTest [e f a b]
(main data)           (function data)
     *  *  #  #  #                   #

现在看，你刚刚损坏了返回指针 - 很可能，你的程序现在会在尝试退出function并返回main时崩溃。

通常强烈建议仅投射兼容的数据类型（大小相同）。编译器通常无法知道，如果你的演员表是有效的（特别是，如果你在路上投射指向void *）。因此，你应该非常谨慎地在你的程序中进行演员表。

Answer 2

这种类型的演员非常危险（换句话说，你对编译器说 - “我知道我这样做”），所以在这种情况下你必须自己检查这些演员的正确性。

Answer 3

reinterpret_cast<xxx>(yyy)告诉编译器“相信我，我知道我在这里做什么”。这意味着你必须绝对确定自己正在做的事情是正确的。

在这种特殊情况下，你会导致未定义的行为，因为你的结构比你传入的数据大，这绝对不是也绝不是一件好事 - 它可能会导致几乎任何事情发生（并且包括“类似于你期望的那样“） - 更糟糕的是，它可能会因编译时使用的选项而有所不同，因此它可能看起来在调试模式下工作，然后在发布模式下编译时会出现问题。至少var3会有一些未定义的内容，基于以下事实：var3中至少有一部分不在您定义的数据之内。这取决于long的大小和范围。在Windows中，这是4个字节并对齐到4个字节。因此，在两个char字段和long数据之间有2个字节的空间。

但是，如果您知道自己在做什么，并且未在var3代码中访问function，则可以使用此类方案。

最后，如果这是comms协议的一部分，则可能需要从“填充是/需要添加什么”的角度来看待它。如果协议需要一定的间隔，则需要正确处理 - 例如，处理器可能对“长”读取的对齐有严格的要求。因此，如果数据实际上以BYTE|BYTE|LONG打包在一起，则有可能说服编译器以这种方式打包数据结构，只是让处理器在访问“双字节对齐”长时崩溃值。

换句话说：在不是预期长度的数据之上转换数据结构会导致各种问题，而编译器不会说任何内容。

铸造具有更大尺寸结构的缓冲器

3 个答案: