在 C11 匿名结构定义中使用宏答案

【问题标题】：Using macro in C11 anonymous struct definition在 C11 匿名结构定义中使用宏
【发布时间】：2014-11-10 10:20:05
【问题描述】：

扩展 stuct 的典型 C99 方式类似于

struct Base {
    int x;
    /* ... */
};

struct Derived {
    struct Base base_part;
    int y;
    /* ... */
};

然后我们可以将struct Derived *的实例转换为struct Base *，然后访问x。

我想直接访问struct Derived * obj; 的基本元素，例如obj->x 和obj->y。 C11 提供扩展结构，但正如 here 所解释的，我们只能将此功能与匿名定义一起使用。那怎么写呢

#define BASE_BODY { \
    int x; \
}

struct Base BASE_BODY;

struct Derived {
    struct BASE_BODY;
    int y;
};

然后我可以访问与 Derived 的一部分相同的 Base 成员，而无需任何强制转换或中间成员。如果需要，我可以将 Derived 指针转换为 Base 指针。

这可以接受吗？有什么陷阱吗？

【问题讨论】：

作为替代方案，您可以考虑通过gcc 或clang 中的-fms-extensions 选项使用typedef（请参阅this 答案），但它是非标准的。

【解决方案1】：

有陷阱。

考虑：

#define BASE_BODY { \
    double a; \
    short b; \
}

struct Base BASE_BODY;

struct Derived {
    struct BASE_BODY;
    short c;
};

在某些实现上可能是sizeof(Base) == sizeof(Derived)，但是：

struct Base {
    double a;
    // Padding here
    short b;
}

struct Derived {
    double a;
    short b;
    short c;
};

不保证结构体开头的内存布局是一样的。因此，您不能将这种Derived * 传递给期望Base * 的函数，并期望它能够工作。

即使填充不会弄乱布局，仍然存在陷阱呈现的潜在问题：

如果再次sizeof(Base) == sizeof(Derived)，但c 最终到达Base 末尾处的填充覆盖的区域。将此结构的指针传递给需要 Base* 并对其进行修改的函数，可能也会影响填充位（填充具有未指定的值），因此可能会破坏 c，甚至可能创建陷阱表示。

【讨论】：