c++ - 为什么 memcpy 无法复制到简单对象的本地数组成员？

Question

使用 C 数组作为函数参数的经典 memcpy 陷阱。正如下面所指出的，我的代码中有一个错误，但错误代码在本地上下文中有效!

我刚刚在移植工作中遇到了这种奇怪的行为，我正在使用对象模拟 Macintosh 图片操作码播放。我的 DrawString 对象在播放时绘制垃圾，因为它显然无法复制字符串参数。以下是我编写的测试用例 - 请注意手动复制循环如何工作但 memcpy 失败。在 Visual Studio 调试器中进行跟踪显示 memcpy 用垃圾覆盖目标。

两个本地 Str255 数组上的 Memcpy 工作正常。

当其中一个是堆栈上某个对象的成员时，它会失败(在其他测试中，当对象在堆上时它也会失败)。

以下示例代码显示了在 operator= 中调用的 memcpy。我在它在构造函数中失败后将它移到那里，但没有区别。

typedef unsigned char Str255[257];

// snippet that works fine with two local vars
Str255 Blah("\004Blah");
Str255 dest;
memcpy(&dest, &Blah, sizeof(Str255));  // THIS WORKS - WHY HERE AND NOT IN THE OBJECT?

/*!
class to help test  CanCopyStr255AsMember
*/
class HasMemberStr255  {
public:
    HasMemberStr255()
    {
        mStr255[0] = 0;
    }

    HasMemberStr255(const Str255 s)
    {
        for (int i = 0; i<257; ++i)
        {
            mStr255[i] = s[i];
            if (s[i]==0)
                return;
        }
    }

    /// fails
    void operator=(const Str255 s)  {
        memcpy(&mStr255, &s, sizeof(Str255));
    };
    operator const Str255&() { return mStr255; }

private:
    Str255 mStr255;
};
-

/*!
Test trivial copying technique to duplicate a string
Added this variant using an object because of an apparent Visual C++ bug.
*/
void TestMacTypes::CanCopyStr255AsMember()
{
    Str255 initBlah("\004Blah");
    HasMemberStr255 blahObj(initBlah);
// using the operator= which does a memcpy fails   blahObj = initBlah;

    const Str255& dest = blahObj;  // invoke cast operator to get private back out
    CPPUNIT_ASSERT( dest[0]=='\004' );
    CPPUNIT_ASSERT( dest[1]=='B' );
    CPPUNIT_ASSERT( dest[2]=='l' );
    CPPUNIT_ASSERT( dest[3]=='a' );
    CPPUNIT_ASSERT( dest[4]=='h' );
    CPPUNIT_ASSERT( dest[5]=='\0' );  //  trailing null
}

Answer 1

这可能是一个很好的例子，说明了为什么(在我看来)typedef 数组类型是个坏主意。

与其他上下文不同，在函数声明中，数组类型的参数总是被调整为等效的指针类型。将数组传递给函数时，它总是衰减为指向第一个元素的指针。

这两个片段是等价的:

typedef unsigned char Str[257];
Str src = "blah";
Str dst;
memcpy( &dst, &src, sizeof(Str) ); // unconventional

---

unsigned char src[257] = "blah";
unsigned char dst[257];
memcpy(&dst, &src, sizeof(unsigned char[257])); // unconventional

在后一种情况下，&dst 和 &src 都是 unsigned char (*)[257] 类型，但是这些指针的值是与指向每个数组的第一个元素的指针的值相同，如果直接传递给 memcpy，则 dst 和 src 将衰减为像这样。

memcpy(dst, src, sizeof(unsigned char[257])); // more usual

memcpy 采用 void* 参数，因此原始指针的类型无关紧要，重要的是它们的值。

由于参数声明的规则(任何或未指定大小的数组类型被调整为等效的指针类型)，fn 的这些声明都是等效的:

typedef unsigned char Str[257];
void fn( Str dst, Str src );

---

void fn( unsigned char dst[257], unsigned char src[257] );

---

void fn( unsigned char dst[], unsigned char src[] );

---

void fn( unsigned char* dst, unsigned char* src );

看这段代码，更明显的是，在这种情况下，传递给 memcpy 的值是指向传递的指针的指针，而不是指向实际 unsigned char 的指针> 数组。

// Incorrect
void fn( unsigned char* dst, unsigned char* src )
{
    memcpy(&dst, &src, sizeof(unsigned char[257]));
}

使用 typedef，错误不是那么明显，但仍然存在。

// Still incorrect
typedef unsigned char Str[257];
void fn( Str dst, Str src )
{
    memcpy(&dst, &src, sizeof(Str));
}