c++ - 对结构进行索引是否合法？

Question

不管代码有多“糟糕”，并且假设对齐等在编译器/平台上不是问题，这是未定义或损坏的行为吗？

如果我有这样的结构:-

struct data
{
    int a, b, c;
};

struct data thing;

是吗法律 访问 a , b和 c如 (&thing.a)[0] , (&thing.a)[1] , 和 (&thing.a)[2] ?

在每种情况下，在我尝试过的每个编译器和平台上，我尝试过的每个设置都“有效”。我只是担心编译器可能没有意识到 b 和 东西[1] 是相同的东西，存储到 'b' 可能会放在寄存器中，而 thing[1] 从内存中读取错误的值(例如)。在每种情况下，我都尝试过它做了正确的事情。 (我当然意识到这并不能证明什么)

这不是我的代码；这是我必须使用的代码，我感兴趣的是这是否是 坏 代码或 splinter 代码因为不同会影响我改变它的优先级:)

标记 C 和 C++ 。我主要对 C++ 感兴趣，但也对 C 感兴趣，如果它不同，只是为了兴趣。

Answer 1

这是非法的 1. 这是 C++ 中的未定义行为。

您以数组方式获取成员，但这是 C++ 标准所说的(重点是我的):

[dcl.array/1]: ...An object of array type contains a contiguously allocated non-empty set of N subobjects of type T...

但是，对于成员来说，没有这样的连续要求:

[class.mem/17]: ...;Implementation alignment requirements might cause two adjacent members not to be allocated immediately after each other...

虽然上面的两个引号应该足以暗示为什么要索引到 struct正如你所做的不是 C++ 标准定义的行为，让我们举一个例子:看看表达式 (&thing.a)[2] - 关于下标运算符:

[expr.post//expr.sub/1]: A postfix expression followed by an expression in square brackets is a postfix expression. One of the expressions shall be a glvalue of type “array of T” or a prvalue of type “pointer to T” and the other shall be a prvalue of unscoped enumeration or integral type. The result is of type “T”. The type “T” shall be a completely-defined object type.66 The expression E1[E2] is identical (by definition) to ((E1)+(E2))

深入研究上述引用的粗体文本:关于将整数类型添加到指针类型(注意这里的重点)。

[expr.add/4]: When an expression that has integral type is added to or subtracted from a pointer, the result has the type of the pointer operand. If the expression P points to element x[i] of an array object x with n elements, the expressions P + J and J + P (where J has the value j) point to the (possibly-hypothetical) element x[i + j] if 0 ≤ i + j ≤ n; otherwise, the behavior is undefined. ...

请注意 的阵列要求如果 条款;否则 否则 在上面的报价中。表达式 (&thing.a)[2]显然没有资格获得如果 条款;因此，未定义的行为。

附带说明:虽然我已经在各种编译器上对代码及其变体进行了广泛的试验，但它们在这里没有引入任何填充，(它有效)；从维护的角度来看，代码是极其脆弱的。在执行此操作之前，您仍然应该断言实现是连续分配成员的。并留在界内:-)。但它仍然是未定义的行为......

其他答案提供了一些可行的解决方法(具有定义的行为)。



正如评论中正确指出的那样， [basic.lval/8] ，这在我之前的编辑中不适用。感谢@2501 和@M.M.

1:有关您可以访问的唯一一个法律案例，请参阅@Barry 对此问题的回答 thing.a结构的成员通过这个parttern。