Question

在尝试封装struct成员时（以this问题中讨论的方式），我创建了下面的代码。

在下面的代码中，我有一个c-struct，它包含访问隐藏的struct的成员的方法（通过强制转换为结构，否则相同但没有隐藏的属性）

#include <stdio.h>

typedef struct class {
    int publicValue;
    int (*getPV)();
    void (*setPV)(int newPV);
} class;

typedef struct classSource {
    int publicValue;
    int apv;
    int (*getPV)();
    void (*setPV)(int newPV);
    int PV;
} classSource;

class class_init() {
    classSource cs;
    cs.publicValue = 15;
    cs.PV = 8;
    int class_getPV() {
        return cs.PV;
    };
    void class_setPV(int x) {
        cs.PV = x;
    };
    cs.getPV = class_getPV;
    cs.setPV = class_setPV;
    class *c = (class*)(&cs);
    return *c;
}


int main(int argc, const char * argv[]) {
    class c = class_init();
    c.setPV(3452);
    printf("%d", c.publicValue);
    printf("%d", c.getPV());
    return 0;
}

运行此操作时，出现分段错误错误。但是，我注意到如果我注释掉某些代码行，它（似乎）可以正常工作：

#include <stdio.h>

typedef struct class {
    int publicValue;
    int (*getPV)();
    void (*setPV)(int newPV);
} class;

typedef struct classSource {
    int publicValue;
    int apv;
    int (*getPV)();
    void (*setPV)(int newPV);
    int PV;
} classSource;

class class_init() {
    classSource cs;
    cs.publicValue = 15;
    cs.PV = 8;
    int class_getPV() {
        return cs.PV;
    };
    void class_setPV(int x) {
        cs.PV = x;
    };
    cs.getPV = class_getPV;
    cs.setPV = class_setPV;
    class *c = (class*)(&cs);
    return *c;
}


int main(int argc, const char * argv[]) {
    class c = class_init();
    c.setPV(3452);
    //printf("%d", c.publicValue);
    printf("%d", c.getPV());
    return 0;
}

我认为它可能与使用初始化程序将getter和setter方法添加到结构中有关，因为这些可能会覆盖内存。

我正在做什么未定义的行为？有办法解决这个问题吗？

编辑：在下面的答案的帮助下，我重新编写了代码。如果有人想看到实现，下面是修改后的代码

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

typedef struct {
    int pub;
} class;

typedef struct {
    class public;
    int PV;
} classSource;

int class_getPV(class *c) {
    return ((classSource*)c)->PV;
}

void class_setPV(class *c, int newPV) {
    ((classSource*)c)->PV = newPV;
}

class *class_init() {
    classSource *cs = malloc(sizeof(*cs));
    if((void*)cs == (void*)NULL) {
        printf("Error: malloc failed to allocate memory");
        exit(1);
    }
    cs->public.pub = 10;
    cs->PV = 8;
    return &(cs->public);
}

int main() {
    class *c = class_init();
    class_setPV(c,4524);
    printf("%d\n",class_getPV(c));
    printf("%d\n",c->pub);

    free(c);
    return 0;
}

Answer 1

您的代码中至少有三个单独的问题。

您实际上没有＆＃34; 结构，否则相同但没有隐藏属性＆＃34;。您的class和classSource结构使其getPV和setPV成员位于不同的位置。内部成员访问可归结为结构开头的字节偏移量。为了有机会工作，你的代码需要在两个结构类型之间有一个共同的成员初始前缀（即摆脱int apv;或将它移到最后）。
您按值返回结构，自动生成副本。您已重新实现object slicing问题：由于返回值的类型为class，因此只会复制class的成员。 classSource的额外成员已被＆＃34;切掉＆＃34;。
您正在使用嵌套函数。这不是C的标准功能; GCC implements it as an extension并说：

如果你尝试在包含函数退出后通过其地址调用嵌套函数，那么所有的地狱都会崩溃。

这正是您的代码中发生的事情：c.setPV(3452);返回后，您正在调用c.getPV和class_init。

如果您想解决这些问题，您必须：

修复结构定义。至少class的所有成员都需要以相同的顺序出现在classSource的开头。即使您这样做，我也不确定您是否仍会遇到未定义的行为（例如，您可能违反了别名规则）。

我有点确定将一个结构体嵌入另一个结构中就可以了，但是：
```
typedef struct classSource {
    class public;
    int PV;
} classSource;
```
现在，您可以从初始化程序返回&cs->public，并且您的方法可以将class *指针强制转换回classSource *。（我认为这是可以的，因为所有结构指针具有相同的大小/表示，并且X.public作为第一个成员保证与X具有相同的内存地址。）
将代码更改为使用指针。返回指向struct的指针可以避免切片问题，但现在你必须处理内存管理（malloc结构并稍后注意free。
不要使用嵌套函数。而是将指向对象的指针传递给每个方法：
```
class *c = class_init();
c->setPV(c, 3452);
int x = c->getPV(c);
```
这有点单调乏味，但这就是例如从本质上讲，C ++本身也是如此。除了C ++之外，没有将函数指针放在对象本身中;没有理由你什么时候可以使用正常功能：
```
setPV(c, 3452);
int x = getPV(c);
```
...或者使用一个单独的（全局，常量，单例）结构，它只存储指向方法的指针（而不是数据）。然后每个对象只包含一个指向这个方法结构的指针（这被称为vtable）：
```
struct classInterface {
    void (*setPV)(class *, int);
    int (*getPV)(const class *);
};
static const classInterface classSourceVtable = {
    class_setPV,  // these are normal functions, defined elsewhere
    class_getPV
};
```
方法调用如下所示：
```
c->vtable->setPV(c, 1234);
int x = c->vtable->getPV(c);
```
但是，如果你有几个不同的结构类型共享一个公共公共接口（class）并且你想编写在所有结构上统一工作的代码，那么这主要是有用的。

c中的cast结构中的分段错误

1 个答案: