通过地址访问结构成员答案

【问题标题】：Accessing struct member by address通过地址访问结构成员
【发布时间】：2012-12-31 03:05:28
【问题描述】：

考虑一个具有两个整数类型成员的结构。我想通过地址获取两个成员。我可以成功获得第一个，但第二个我得到了错误的值。我相信这是垃圾价值。这是我的代码：

#include <stdio.h>

typedef struct { int a; int b; } foo_t;

int main(int argc, char **argv)
{

  foo_t f;
  f.a = 2;
  f.b = 4;
  int a = ((int)(*(int*) &f));
  int b = ((int)(*(((int*)(&f + sizeof(int)))))); 
  printf("%d ..%d\n", a, b);
  return 0;
}

我得到：

2 ..1

谁能解释我哪里出错了？

【问题讨论】：

你为什么不像int a = f.a;那样在int a的声明中这样做？您正在“访问结构”，就好像它是分配的内存一样，但显然您不是！
@t0mm13b: 目的学习..

标签： c pointers struct

【解决方案1】：

根据 C 标准，第一个成员的偏移量必须始终为零；这就是为什么你的第一个演员有效。但是，由于填充，第二个成员的偏移量可能不一定等于结构的第一个成员的大小。

此外，向指针添加数字不会将字节数添加到地址：相反，添加了所指向事物的大小。因此，当您将 sizeof(int) 添加到 &f 时，会添加 sizeof(int)*sizeof(foo_t)。

如果你想自己做数学，你可以使用offsetof 运算符，像这样

int b = *((int*)(((char*)&f)+offsetof(foo_t, b)));

这样做的原因是sizeof(char)总是为一，这是 C 标准所要求的。

当然，您可以使用&f.b 来避免手动计算。

【讨论】：

offsetof 不是非标准的 GCC 扩展吗？
@Dolda2000 不，那是 ANSI C：见第 7.17.3 节 here;
你确定吗？即使是现在，当我查看 GCC 手册时，它也会在其 C 扩展名下列出 offsetof。当然，它可能后来在标准中定义了。
@Dolda2000 根据我之前评论中的链接，这至少从 2005 年开始就成为标准，但我想我在九十年代后期跨平台使用它。不过，它本来可以作为 gcc 扩展开始的。

【解决方案2】：

您的问题是&f + sizeof(int)。如果A 是一个指针，而B 是一个整数，那么A + B 在C 中并不意味着A 加上B 字节。相反，它表示A 加上B 元素，其中元素的大小由A 的指针类型定义。因此，如果 sizeof(int) 在您的架构上为 4，则 &f + sizeof(int) 表示“四个 foo_ts 到 &f，或 4 * 8 = 32 个字节到 &f”。

改用((char *)&f) + sizeof(int)。

或者，当然，&f.a 和 &f.b 很简单。后者不仅会给你方便的int 指针，让你摆脱所有这些强制转换，而且定义明确且易于理解。 :)

【讨论】：

【解决方案3】：

表达式&f + sizeof(int) 将一个数字添加到foo_t* 类型的指针。指针算法总是假设指针指向数组的一个元素，并且该数字被视为元素的计数。

因此，如果 sizeof(int) 为 4，则 &f + sizeof(int) 指向四个 foo_t 结构超过 f，或 4*sizeof(foo_t) &f 之后的字节。

如果您必须使用字节计数，这样的方法可能会起作用：

int b = *(int*)((char*)(&f) + sizeof(int));

...假设成员 a 和 b 之间没有填充。

但是有什么理由你不只是得到值f.b 或指针&f.b？

【讨论】：

【解决方案4】：

这行得通：

  int b = ((int)(*(int*)((int)&f + sizeof(int))));

您将 &f 解释为指针，当您向其添加 4（int 大小）时，它会将其解释为添加 4 个指针，即 16 或 32 字节，具体取决于 32 与 64 拱。如果您将指针转换为 int，它将正确地添加 4 个字节。

这是对正在发生的事情的解释。我不确定你在做什么，但你肯定不应该那样做。这会让你在对齐等方面遇到麻烦。找出结构元素偏移的安全方法是：

  printf("%d\n", &(((foo_t *)NULL)->b));

【讨论】：

((int)&f + sizeof(int)) 将对带有sizeof(int *) > sizeof(int) 的系统造成严重破坏。 (int*)&f + 1 或 (uintptr_t)&f + sizeof(int) 将起作用，除非编译器在成员之间添加填充。

【解决方案5】：

您可以使用&f.b，并跳过实际的指针数学运算。

我将如何更改您的 int b 行：

int b = (int)(*(((int*)(&(f.b)))));

顺便说一句，当我按原样运行您的程序时，我得到2 ..0 作为输出。

【讨论】：