c++ - 用于初始化结构的空指针转换

Question

我正在学习面向对象的 C 编程(如何实现虚拟表)，我看到了一些强制转换来进行初始化，我想知道是否:

1 - 是否有任何未定义的行为？

2 - 此代码可移植吗？

3 - 它在 C++ 中也有效(定义明确且可移植)吗？

在我正在研究的实际代码中，不是像这里这样的简单数据成员，而是指向构造函数、析构函数和克隆函数的函数指针，但我只对这些类型的转换是否定义良好感兴趣。

此代码使用 gcc 和 g++ 编译并按预期运行。

struct Point
{
        int x;
        int y;
};

struct Square
{
        struct Point *topLeft;
        struct Point *bottomRight;
        int area;
};

int main()
{
        void *square = calloc(1,sizeof(struct Square));
        * (struct Point **) square = (struct Point *) calloc(1,sizeof(struct Point));
        * ( ( (struct Point **) square) + 1) = (struct Point *) calloc(1,sizeof(struct Point));

        struct Square *sqrptr = (struct Square *) square;
        sqrptr->topLeft->x = 2;
        sqrptr->topLeft->y = 3;
        sqrptr->bottomRight->x = 5;
        sqrptr->bottomRight->y = 7;
        sqrptr->area = 20;

        printf("Values: %d %d %d %d\n", (** (struct Point **) square).x,
                                        (** (struct Point **) square).y,
                                        (** ( ( (struct Point **) square) + 1) ).x,
                                        (** ( ( (struct Point **) square) + 1) ).y );

        free(sqrptr->topLeft);
        free(sqrptr->bottomRight);
        free(sqrptr);
}

此外，根据 valgrind 的说法，不存在内存泄漏。

编辑:我刚刚尝试使用 C++ 风格的转换，g++ 没有给出任何错误或警告消息。

Answer 1

由于访问结构中的第二个数据成员，我发布的代码段具有未定义的行为:

* ( ( (struct Point **) square) + 1) = (struct Point *) calloc(1,sizeof(struct Point));

编译器可以对齐 Square 结构，以便第二个数据成员不会立即在第一个结构 Point 之后开始。

但是，访问第一个数据成员在 C 和 C++ 中都是有效且定义良好的，因为第一个数据成员之前没有填充:

struct alignment C/C++

(C11, 6.7.2.1p15) "There may be unnamed padding within a structure object, but not at its beginning."

(C++11, 9.2p20) "There might therefore be unnamed padding within a standard-layout struct object, but not at its beginning, as necessary to achieve appropriate alignment"

因此，在结构的开头，我可以放置一个指向 VirtualTable 结构的指针，其中包含指向初始值设定项和清理函数的函数指针，并在纯 C 中实现面向对象的行为。这在 C++ 中也有效。