c++ - 将指向结构的指针转换为具有较少数量字段的另一种结构类型

Question

基本问题

我处于一个棘手的情况，需要获取指向结构的指针 mainset并将其转换为指向结构体 subset 的指针，其字段是 mainset 字段的连续子集，从第一个开始。如果有明确的行为，这样的事情可能吗？我意识到这是一件非常可怕的事情，但我有充分且令人沮丧的理由这样做[在底部为耐心的读者解释]。

我尝试在 OS X 上使用 clang 编译器实现一个似乎可以工作的实现:

#include <iostream>

struct mainset {
    size_t size;
    uint32_t reflex_size;
};

struct subset {
    size_t size;
};

using namespace std;
int main(int argc, char *argv[]) {
    mainset test = {1, 1};
    subset* stest = reinterpret_cast<subset*>(&test);
    std::cout << stest->size << std::endl;
}

正如我所料，输出确实是 1。但是，我想知道:我只是幸运地使用了特定的编译器和简单的情况(实际上我的结构更复杂)，还是这通常可以工作？

还有一个后续问题:由于其他烦人的原因，我担心我可能需要制作更大的结构

struct mainset {
    uint32_t reflex_size;
    size_t size;
};

相反，额外的字段位于前面。我的实现可以扩展到这种情况吗？我尝试替换 &test与 &test+sizeof(test.reflex_size)但这没有用； cout 的输出声明为 0。

解释为什么我必须这样做

我的项目使用 GSL 库进行线性代数。该库使用以下形式的结构

struct gsl_block {
   size_t size;
   double* data;
}

和类似的结构，如 gsl_vector和gsl_matrix 。因此，我使用这些结构作为我的 C++ 类的成员；没问题。然而，我的项目最近需要的一个功能是使用 Reflex 启用对我的类的反射。工具，ROOT 生态系统的一部分。要在 Reflex 中启用这样的结构的反射，我必须添加一个注释，例如

struct gsl_block {
   size_t size;
   double* data; //[size]
}

此注释告诉 Reflex 数组的长度由字段 size 提供。相同结构的。通常是这样，但是 Reflex 和 ROOT 有一个非常不幸的限制:长度字段必须是 32 位。得知此限制不会很快得到修复，并且自己没有时间/资源来修复它，我正在寻找解决方法。我的想法是以某种方式嵌入一个与 gsl_block 位兼容的结构体在更大的结构中:

struct extended_gsl_block {
   size_t size;
   double* data; //[reflex_size]
   uint32_t reflex_size;
}

以及gsl_vector的类似内容和gsl_matrix ;我可以保证reflex_size和size总是相等(都不大于~50)，并且 Reflex 将能够正确解析此 header (我希望；如果需要 reflex_size 作为字段放在数据之前，则需要更困难的东西)。由于 GSL 例程使用指向这些结构的指针，所以我的想法是这样的:给定一个指针 extended_gsl_block* ，以某种方式获取指向字段 size 的指针和data和reinterpret_cast这变成了gsl_block* .

Answer 1

你很幸运。

您作为示例显示的类符合标准布局类型的要求。

您可以在这里阅读更多内容:

http://en.cppreference.com/w/cpp/language/data_members#Standard_layout

您可以在编译器中测试这个前提:

static_assert(std::is_standard_layout<gsl_block>::value, "not a standard layout");