Question

我知道由于未初始化的填充，memcmp()不能用于比较未memset()到0的结构。但是，在我的程序中，我有一个结构，在开始时有几个不同的类型，然后是几十个相同的类型，直到结构的结尾。我的想法是手动比较前几种类型，然后在相同类型成员的剩余连续内存块上使用memcmp()。

我的问题是，C标准对结构填充有什么保证？我可以在任何或所有编译器上可靠地实现这一点吗？ C标准是否允许在相同类型的成员之间插入struct padding？

我已经实现了我提出的解决方案，它似乎与gcc完全一致：

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>

struct foo
{
    char a;
    void *b;
    int c;
    int d;
    int e;
    int f;
};

static void create_struct(struct foo *p)
{
    p->a = 'a';
    p->b = NULL;
    p->c = 1;
    p->d = 2;
    p->e = 3;
    p->f = 4;
}

static int compare(struct foo *p1, struct foo *p2)
{
    if (p1->a != p2->a)
        return 1;

    if (p1->b != p2->b)
        return 1;

    return
        /* Note the typecasts to char * so we don't get a size in ints. */
        memcmp(
            /* A pointer to the start of the same type members. */
            &(p1->c),
            &(p2->c),
            /* A pointer to the start of the last element to be compared. */
            (char *)&(p2->f)
            /* Plus its size to compare until the end of the last element. */
            +sizeof(p2->f)
            /* Minus the first element, so only c..f are compared. */
            -(char *)&(p2->c)
        ) != 0;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    struct foo *p1, *p2;
    int ret;

    /* The loop is to ensure there isn't a fluke with uninitialized padding
     * being the same.
     */
    do
    {
        p1 = malloc(sizeof(struct foo));
        p2 = malloc(sizeof(struct foo));

        create_struct(p1);
        create_struct(p2);

        ret = compare(p1, p2);

        free(p1);
        free(p2);

        if (ret)
            puts("no match");
        else
            puts("match");
    }
    while (!ret);

    return 0;
}

Answer 1

在C标准中无法保证这一点。从实际的角度来看，它是每个当前C实现的ABI的一部分，并且似乎没有添加填充的目的（例如，它不能用于检查缓冲区溢出，因为允许一致的程序写入填充）。但严格来说，这不是“便携式”。

Answer 2

可悲的是，没有C标准（我听说过）允许您控制结构填充。事实上，像这样初始化的自动分配

struct something val = { 0 };

会导致val中的所有成员初始化为0。但其间的填充留待实现。

您可以使用GCC __attribute__((packed))之类的编译器扩展来消除大多数（如果不是全部）结构填充，但除此之外您可能会感到茫然。

我也知道，如果没有进行大的优化，大多数编译器都不会在大多数情况下添加结构填充，这可以解释为什么它在GCC下工作。

那就是说，如果您的结构成员导致像这样的奇怪的对齐问题

struct something { char onebyte; int fourbyte; };

它们将使编译器在onebyte成员之后添加填充以满足fourbyte成员的对齐要求。

使用memcmp（）和指针算法比较C中的结构

2 个答案: