Question

我对C中的结构有疑问。所以当你创建一个结构时，你实际上是在定义一块内存的框架。因此，当您创建结构的实例时，您正在创建一个内存块，以便它能够容纳一定数量的元素。

但是，我对点运算符的作用感到有些困惑。如果我有struct Car并且有一个名为GasMileage的成员（int成员），我可以通过执行类似的操作来获取GasMileage的值，< / p>

int x = CarInstance.GasMileage;

然而，我对这个点运算符实际发生的事情感到困惑。点运算符是否只是作为基址的偏移量？它究竟是如何推断它是一个int？

我想我对幕后发生的事情很好奇。通过做其他事情可以引用GasMileage吗？如

int *GasMileagePointer = (&carInstance + offsetInBytes(GasMileage));
int x = *GasMileage

这只是我快速弥补的事情。我一直在努力寻找一个好的解释，但似乎没有什么比将点运算符视为魔术更能解释它了。

Answer 1

当您使用.运算符时，编译器会根据其前面的字段（和填充）的大小将其转换为struct内的偏移量。

例如：

struct Car {
    char model[52];
    int doors;
    int GasMilage;
};

假设int是4个字节且没有填充，model的偏移量为0，doors的偏移量为52，偏移量GasMilage的数字是56。

因此，如果你知道成员的偏移量，你可以得到一个指向它的指针：

int *GasMileagePointer = (int*)((char *)&carInstance + offsetInBytes(GasMile));

强制转换为char *是必要的，因此指针算法一次只能传输1个字节而不是1 sizeof(carInstance)。然后需要将结果转换为正确的指针类型，在本例中为int *

Answer 2

是的，点运算符只是从结构的底部应用一个偏移量，然后访问该地址的值。

int x = CarInstance.GasMileage;

相当于：

int x = *(int *)((char*)&CarInstance + offsetof(Car, GasMileage));

对于其他类型T的成员，唯一的区别是广告(int *)变为(T *)。

Answer 3

点运算符只需选择成员。

由于编译器具有关于成员的类型（以及因此 size ）的信息（实际上是所有成员），因此它知道成员从一开始的偏移量结构，并可以生成适当的指令。它可以生成基本+偏移访问，但它也可以直接访问成员（或者甚至将其缓存在寄存器中）。编译器具有所有这些选项，因为它在编译时具有所有必要的信息。

如果没有，例如<strong>不完整类型，则会出现编译时错误。

Answer 4

当它工作时，“。” “。”的行为运算符等效于获取结构的地址，通过成员的偏移量对其进行索引，并将其转换为成员类型的指针，并将其解除引用。但是，该标准规定，在某些情况下，不能保证不起作用。例如，给定：

struct s1 {int x,y; }
struct s2 {int x,y; }
void test1(struct s1 *p1, struct s2 *p2)
{
  s1->x++;
  s2->x^=1;
  s1->x--;
  s2->x^=1;
}

编译器可能会认为没有合法的方式p1-＆gt; x和p2-＆gt; x 可以识别相同的对象，因此它可以重新排序代码以便++ - 对s1-> x取消的操作，以及对s2-> x取消的^ = 1操作，从而留下一个什么都不做的功能。

请注意，使用联合时行为不同，因为给定：

union u { struct s1 v1; struct s2 v2; };

void test2(union u *uv)
{
  u->v1.x^=1;
  u->v2.x++;
  u->v1.x^=1;
  u->v2.x--;
}

common-initial-subsequence规则表示因为u-> v1和u-> v2 从相同类型的字段开始，访问u-＆gt; v1中的这样一个字段相当于访问u-> v2中的相应字段。因此，一个编译器不允许重新排序。另一方面，给定

void test1(struct s1 *p1, struct s2 *p2);
void test3(union u *uv)
{
  test1(&(u.v1), &(u.v2));
}

u.v1和u.v2以匹配字段开头的事实并不能防范编译器假设指针不会别名。

请注意，某些编译器提供了强制生成代码的选项成员访问总是与上述指针等效操作。对于gcc，选项为-fno-strict-alias。如果需要代码访问不同结构类型的公共初始成员，省略它切换可能导致一个人的代码在奇怪，怪异和不可预测的情况下失败方式。