c - 在 C 中扩展结构

Question

我最近遇到了一位同事的代码，如下所示:

typedef struct A {
  int x;
}A;

typedef struct B {
  A a;
  int d;
}B;

void fn(){
  B *b;
  ((A*)b)->x = 10;
}

他的解释是，由于 struct A 是 struct B 的第一个成员，所以 b->x 与 b->a.x 并提供更好的可读性。
这是有道理的，但这被认为是好的做法吗？这会跨平台工作吗？目前这在 GCC 上运行良好。

Answer 1

是的，它可以跨平台工作^(a)，但这不一定是个好主意。

根据 ISO C 标准(以下所有引用均来自 C11)，6.7.2.1 Structure and union specifiers/15，不允许在之前进行填充结构的第一个元素

此外，6.2.7 兼容类型和复合类型指出:

Two types have compatible type if their types are the same

毫无疑问，A 和 A-within-B 类型是相同的。

这意味着对 A 字段的内存访问在 A 和 B 类型中将是相同的，更明智的是b->a.x 如果您对将来的可维护性有任何顾虑，这可能是您应该使用的。

而且，虽然您通常不得不担心严格的类型别名，但我认为这不适用于此处。别名指针是非法的，但标准有特定的异常(exception)。

6.5 Expressions/7 声明了其中一些异常(exception)情况，并附有脚注:

The intent of this list is to specify those circumstances in which an object may or may not be aliased.

列出的异常(exception)是:

• 与对象的有效类型兼容的类型;
• 其他一些我们在这里不必关心的异常(exception)情况；和
• 在其成员中包含上述类型之一的聚合或 union 类型(递归地包括子聚合或包含的 union 的成员)。

那，结合上面提到的struct padding规则，包括短语:

A pointer to a structure object, suitably converted, points to its initial member

似乎表明这个例子是特别允许的。这里我们要记住的核心点是表达式((A*)b)的类型是A*，不是B* .这使得变量兼容无限制的别名。

那是我对标准相关部分的解读，我在^(b)之前就错了，但我对此表示怀疑。

因此，如果您有真正的需求，它可以正常工作，但我会在代码中非常记录与结构接近的任何约束，以便以免以后被咬。

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^(a) 一般意义上的。当然是代码片段:

B *b;
((A*)b)->x = 10;

将是未定义的行为，因为 b 没有被初始化为合理的东西。但我假设这只是用于说明您的问题的示例代码。如果有人担心它，请将其视为:

B b, *pb = &b;
((A*)pb)->x = 10;

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^(b) 正如我妻子会经常告诉你的那样 :-)