c struct 按偏移量抓取数据答案

【问题标题】：c struct grabbing data by offsetc struct 按偏移量抓取数据
【发布时间】：2010-11-15 14:07:53
【问题描述】：

假设我有这个结构：

typedef struct nKey {
    int num;
    widget* widget;
} NUMBER_KEY;

还有一个功能：

void dialKey(widget* widget) {
    // Need to print 'num' of the struct that this widget resides in
}

我该如何实现呢？我试过类似的东西：

    printf("%d", * (int *) widget - sizeof(int)); // Failure.org

编辑：假设被传递的小部件实际上是 NUMBER_KEY 结构的成员是安全的

编辑：寻找问题的解决方案而不是另一种方法。

【问题讨论】：

您的代码不一定会按原样工作，因为结构成员之间可能存在实现定义的填充。
最重要的是指针指向小部件，而不是小部件指针。此外，从 (int *) 中减去 sizeof(int) 会将指针移回 sizeof(int) 个整数，而不仅仅是一个。更不用说填充的可能性了。

标签： c struct offset

【解决方案1】：

C 标准定义了 offsetof() 宏（在 stddef.h 标头中定义），这在您的情况下很方便。

#include <stddef.h>

void DialKey(widget** foo) {
    printf("%d", *((char *)foo - offsetof(struct nKey, widget)));
}

请注意，您必须传递结构字段的地址，而不是值！

【讨论】：

【解决方案2】：

正如迈克尔在他的回答中解释的那样，你不能在给定的约束下做到这一点，因为没有办法“走回”指针图。为了让事情更明显，让我画一张涉及的对象图（用 C 术语，而不是 OOP 意义上的）：

+- NUMBER_KEY --+
|  ...          | points to      
| widget field -+-----------+
|  ...          |           |
+---------------+           |   + widget +
                            +-->|  ...   |
                                |  ...   |
                            +-->|  ...   |
                            |   +--------+
                  points to |
[widget argument]-----------+

注意箭头。它们是单向的——你可以从一个指向指向值的指针“走”，但你不能“走”回来。因此，您可以遵循函数的 widget 参数以获取 widget 对象，但是一旦到达那里，就无法判断还有谁指向它 - 包括 NUMBER_KEY 结构的任何实例。想一想：如果你有十几个指向同一个widget 的其他指针，其中一些来自不同的NUMBER_KEY 对象怎么办？如果不在widget 对象中保留所有指针的列表，它怎么可能跟踪它？如果你真的需要这个，这就是你必须做的——让widget指向它拥有的NUMBER_KEY。

【讨论】：

【解决方案3】：

鉴于只有一个 widgit* 而不是 widgit** 被传递到 dialKey，没有办法做你想做的事（widgit* 值与 NUMBER_KEY 结构没有关系）。假设您的真正意思是：

void dialKey(widget** ppWidget) 
{    
    // Need to print 'num' of the struct that this widget resides in
}

Microsoft 有一个漂亮的宏来做这类事情（它有助于在 C 中使用一般操作链表的例程）：

#define CONTAINING_RECORD(address, type, field) ((type *)( \
                               (PCHAR)(address) - \
                               (ULONG_PTR)(&((type *)0)->field)))

你可以这样使用：

NUMBER_KEY* pNumberKey = CONTAINING_RECORD( *ppWidgit, NUMBER_KEY, widgit);

printf( "%d", pNumberKey->num);

【讨论】：

+1 for widget * vs. widget **，所有现有答案都错过了。 CONTAINING_RECORD 显然是一个 hack，但至少它隐藏了血淋淋的细节......
很好，我错过了结构声明中的指针。我会相应地修正我的答案。
@RBertig - 这可能是一个 hack，但它非常有用。
您可以将 CONTAINING_RECORD 宏简化为 ((char *)(address) - offsetof(type, field))。 offsetof() 是来自 stddef.h 的标准 C 宏。

【解决方案4】：

结构的内存布局由您的编译器定义，您的代码只有在结构成员之间有 0 字节填充时才能工作。通常不建议这样做 b/c 0 字节填充会使您的结构覆盖大多数处理器的标准读取大小。

一些对您的问题有用的宏：

#define GET_FIELD_OFFSET(type, field)    ((LONG)&(((type *)0)->field))
#define GET_FIELD_SIZE(type, field)      (sizeof(((type *)0)->field))

示例：

NUMBER_KEY key;
key.num = 55;
int nOffSetWidget = GET_FIELD_OFFSET( NUMBER_KEY, widget);
int *pKeyNumAddress = (int *) &(key.widget) - nOffSetWidget );

printf("%d", * pKeyNumAddress );    // Should print '55'

【讨论】：

如果你#include 或，offsetof() 宏是标准的。
我认为它不会按您期望的方式工作。您将 key.widget 的地址转换为 *int，因此使用 sizeof(int) 作为算术单元的指针数学，因此您将扣除 sizeof(int)*nOffSetWidget 字节数，而不是扣除 nOffSetWidget 字节数。并且有标准的宏偏移量 - 不需要发明它。

【解决方案5】：

最安全的解决方案是在小部件中保留指向相关nKey结构的指针

 printf("%d", widget->myKey->num);

所有其他方法都是不安全的

【讨论】：

说“所有其他方法都不安全”是一种大胆的夸大其词。