我想知道注釋“這是合法的 C 嗎?dumpverts() ”(在底部的函式中)前面的行是否是合法的 C:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stddef.h>
struct stvertex
{
double x;
double y;
char tag;
};
struct stmesh
{
size_t nverts;
struct stvertex verts[]; /* flexible array member */
};
void dumpverts(struct stvertex *ptr);
int main(int argc, char **argv)
{
size_t f;
size_t usr_nverts=5; /* this would come from the GUI */
struct stmesh *m = malloc(sizeof(struct stmesh) usr_nverts*sizeof(struct stvertex));
if(m==NULL) return EXIT_FAILURE;
m->nverts=usr_nverts;
for(f=0;f<m->nverts;f )
{
m->verts[f].x = f*10.0; /* dumb values just for testing */
m->verts[f].y = f*7.0;
m->verts[f].tag = 'V';
}
dumpverts( &(m->verts[0]) );
return EXIT_SUCCESS;
}
void dumpverts(struct stvertex *ptr) /* Here is were the juice is */
{
size_t f;
/* Is this legal C? */
struct stmesh *themesh = (struct stmesh *)((char *)ptr - offsetof(struct stmesh, verts));
for(f=0;f<themesh->nverts;f )
{
printf("v[%zu] = (%g,%g) '%c'\n", f, themesh->verts[f].x, themesh->verts[f].y, themesh->verts[f].tag);
}
fflush(stdout);
}
我傾向于相信它是合法的,但我不能 100% 確定嚴格的別名規則是否會允許轉換 fromchar *到喜歡函式體中struct stmesh *有趣的行正在做的事情。dumpverts()
基本上,該行是struct stmesh從指向其第二個成員的指標獲取指向 的指標。我沒有看到任何與對齊相關的潛在問題,因為整個記憶體struct stmesh來自malloc(),所以結構的開頭是“適當對齊的”。但正如我所說,我不確定嚴格的別名規則。
如果它破壞了嚴格的別名,是否可以在不更改函式原型的情況下使其兼容dumpverts()?
如果你想知道我想要這個做什么,主要是為了了解offsetof(). 是的,我知道dumpverts()應該接收指向的指標struct stmesh。但我想知道是否struct stmesh可以以合法的方式以編程方式獲取指標。
uj5u.com熱心網友回復:
是的,它是有效的。您可以將任何非函式指標轉換為char *:標準的明確部分允許:
C17,第 6.3.2.3 節,第 7 條:
當指向物件的指標轉換為指向字符型別的指標時,結果指向物件的最低尋址位元組。結果的連續增量,直到物件的大小,產生指向物件剩余位元組的指標。
允許這樣做的原因正是因為您可以像您展示的那樣做技巧。但是請注意,這僅在指標首先來自 a 時才有效struct stmesh(即使您在執行此操作時沒有該結構在范圍內)。
旁注:您的示例中根本不需要offsetof(struct stmesh, nverts)。保證為零。第 6.7.2.1 節第 15 條:
一個指向結構物件的指標,經過適當的轉換,指向它的初始成員(或者如果該成員是位域,則指向它所在的單元),反之亦然。結構物件中可能有未命名的填充,但不是在其開頭。
uj5u.com熱心網友回復:
學究式地,C 標準中沒有任何內容明確說明代碼是明確定義的。我會說它介于可疑和未定義的行為之間。
嚴格的別名問題:不是問題。就嚴格的別名而言,通過指向 struct 的指標取消參考某個地址是可以的,只要實際存盤在該位置的內容是正確的有效型別(C17 6.5 §6 和 §7)。
字符指標轉換:有問題。通過使用字符指標,可以逐位元組檢查 C 中的任何型別。這符合“嚴格別名”C17 6.5 §7 以及 C17 6.3.2.3 中的指標轉換規則,強調我的:
指向物件型別的指標可以轉換為指向不同物件型別的指標。如果結果指標未正確對齊參考的型別,則行為未定義。否則,當再次轉換回來時,結果將等于原始指標。當指向物件的指標轉換為指向字符型別的指標時,結果指向物件的最低尋址位元組。結果的連續增量,直到物件的大小,產生指向物件剩余位元組的指標。
您的指標未指向周圍結構型別中的最低尋址位元組。你也不使用連續的增量。對齊是另一個問題,但我認為在您的情況下這不是問題。
指標算術:有問題。指標運算由加法運算子 C17 6.5.6 定義,嚴格來說只允許對陣列型別進行指標運算。其中單個 struct 變數可被視為 1 個此類 struct 項的陣列。為了理解前面參考的 6.3.2.3 在指標運算方面的意義,我認為它必須被解釋為
sizeof(the_struct)位元組的字符陣列。減少指向結構中間的字符指標不包含在指標算術規則中 - 嚴格來說,它在 §8 下排序“......否則,行為未定義”。初始結構成員/初始公共序列規則:不適用。有一個特殊規則允許我們在結構指標和指向其第一個元素的指標之間進行轉換(C17 6.7.2.1 §15),但這不適用于此處。還有一個聯合中兩個結構的“公共初始序列”的特殊規則,在這里也不適用。
這可能是一個定義更明確的版本:
dumpverts( (uintptr_t) &(m->verts[0]) );
...
void dumpverts (uintptr_t ptr)
{
struct stmesh* themesh = (struct stmesh *)(ptr - offsetof(struct stmesh, verts));
這是簡單的整數算術。您在這里唯一關心的是對齊和嚴格的別名,這應該沒問題。整數到/從指標轉換uintptr_t否則很好(impl.defined),C17 6.3.2.3 §5 和 §6。
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