Question

考虑以下同构结构：

struct myStruct {
    void* a;
    char* b;
    int* c;
};

我相信它是同类的，因为所有数据类型都是指针。

鉴于此结构，以下代码在C99中是否有效且可移植？

int main()
{
    void* x = NULL;
    char* y = "hello";
    int* z = malloc(sizeof(int) * 10);
    z[2] = 10;

    void** myArray = malloc(sizeof(void*) * 3);
    myArray[0] = x;
    myArray[1] = y;
    myArray[2] = z;

    struct myStruct* s = (struct myStruct*)myArray;

    printf("%p %s %d\n", s->a, s->b, s->c[2]);

    return 0;
}

我理解结构通常会在组件之间添加填充以保持结构的大小一致，但是，因为指针的类型都是相同的，是否可以安全地假设不添加填充？我不一定要问是否有100％的保证（我明白这完全是特定于实现的，并且编译器可能因为不明原因而添加填充），更多我要求填充可能添加到同类的原因结构，如果有任何原因。

Answer 1

不，它不便携。指针的大小实际上可能不同，这意味着您的结构中可能存在填充。

在大多数现代平台上，这不会成为问题，但标准中没有任何内容表明所有指针必须相同尺寸。只有那些指针可以隐式转换为void *。

指针大小不同的平台的一个很好的例子是DOS（仍在主动使用，例如在嵌入式系统上）和其他16位分段系统。

Answer 2

代码违反了别名规则。 void *和struct myStruct类型不兼容，在这种情况下没有例外。 printf语句中结构指针的取消引用会导致未定义的行为：

printf("%p %s %d\n", s->a, s->b, s->c[2]);

即使结构与三个void指针具有相同的大小，没有填充，并且具有相同的对齐要求，也是如此。

Answer 3

没有什么能阻止编译器对结构和数组使用不同的对齐方式。例如，在使用GCC的SPARC上，可以使用-mfaster-structs / -mnofaster-structs开关将结构对齐到4或8字节边界，而指针数组则与其元素的大小对齐（同样，4或8个字节，具体取决于您使用的指针类型）。如果不匹配，你的演员

struct myStruct* s = (struct myStruct*)myArray;

将产生无效指针并导致UB。

Answer 4

（...）因为指针的类型都是相同的，是否可以安全地假设不添加填充？

不，一点也不。填充（包装）与结构是完全无关的是完全不相关的问题。它工作简单＆＃34;只要一个成员比当前包装短，它就会被填补以补偿＆＃34;。例如，单数struct的同质char几乎总是被大量填充。

你可以做#pragma pack(16)，你的结构成员间隔16个字节。或者您可以将打包设置为1个字节，然后将void*与单个char混合，但仍然没有填充（但指针对齐令人头疼）。

是否将数组转换为C中可移植的同类struct？

4 个答案: