结构指针操作答案

【问题标题】：struct pointer manipulation结构指针操作
【发布时间】：2010-01-09 16:00:06
【问题描述】：

使用的代码

#include<stdio.h>

struct st
{
 char a;
 short c;
 int b;
};

struct st s1;
int main()
{
        printf("%p %p \n",(&s1.b)-1, &s1);
}

如果我打印&s1.b 的地址，它会打印0x804a01c 和&s1.b-2 打印0x804a018 如果我选择&s1.b-1，为什么它会打印相同的地址0x804a01c？

【问题讨论】：

结构填充是实现定义的。
@Prasoon：与结构填充无关：&s1.b 是int*，结构中的填充对指针运算如何与int* 一起使用没有影响。跨度>
@Steve Jessop：没错。加一个你的评论。
@Steve：是的，你是对的。可能我在想别的东西。
我在 ubuntu 中使用 gcc

标签： c struct

【解决方案1】：

您的打印代码可能有问题。

#include <stdio.h>

struct st
{
 char a;
 short c;
 int b;
};

struct st s1;

int main() {
    printf("%p\n", (void*)(&s1.b));
    printf("%p\n", (void*)(&s1.b - 1));
    printf("%p\n", (void*)(&s1.b - 2));
}

输出：

0x403024
0x403020
0x40301c

【讨论】：

将结构 s1 声明为全局
@C 学习者：将s1 声明为全局不会改变行为（指针算术定义非常明确，并且规范中没有任何部分允许在此处干预特定于实现的细节）。
@C 学习者：这有什么关系？
如果我将其更改为本地，它的行为会有所不同。我正在使用 gcc
你是什么意思它的行为不同？它会打印不同的地址（这很好），或者它表现出您在 OP 中描述的神秘行为？

【解决方案2】：

很可能你打印错了：

#include <stdio.h>

struct st
{
   char a;
   short c;
   int b;
};
struct st s;

int main(void)
{
    printf("s: %p\n", (void *)&s);
    printf("s.a: %p\n", (void *)&s.a);
    printf("s.b: %p\n", (void *)&s.b);
    printf("s.b-1: %p\n", (void *)(&s.b-1));
    printf("s.b-2: %p\n", (void *)(&s.b-2));
    return 0;
}

为我打印：

s: 0x100001068
s.a: 0x100001068
s.b: 0x10000106c
s.b-1: 0x100001068
s.b-2: 0x100001064

注意事项：

指向结构的指针 == 指向结构的第一个元素的指针（由 C 标准保证），
我正在打印带有"%p" 格式字符串的指针。 "%p" 需要void *，并且由于printf 是一个可变参数函数，在这种情况下我需要将printf 的参数转换为void *。

上面的程序为你打印了什么？

编辑：根据您稍后发布的实际打印代码：&s1.b 和 &s1.b-1 的值不同。 &s1.b-1 和 &s1 的值相同。答案是：这是偶然发生的。在您的情况下，有结构填充，sizeof(short)+sizeof(char) 恰好≤sizeof(int)。如果您在一台任何这些假设都无效的机器上，您将不会看到这种行为。我敢肯定，如果您在代码中将 char 或 short 更改为 int，&s1.b-1 在打印时将不等于 &s1。

最后，您应该在打印之前将指针转换为void *：

printf("%p %p \n",(void *)((&s1.b)-1), (void *)&s1);

【讨论】：

【解决方案3】：

如果s1.b的地址是0x804a01c，那么&s1.b-2应该是0x804a014（假设int是4字节），而不是0x804a018。可能是你报地址的时候弄错了？

【讨论】：

您的意思是 4 个字节，而不是 32 位 :-)。 4 字节 == 32 位 iff CHAR_BIT == 8.

【解决方案4】：

感谢您发布代码。现在我看到了这个问题。这是因为填充。也就是说：

printf("sizeof(char): %d\n", sizeof(char));
printf("sizeof(short): %d\n", sizeof(short));
printf("sizeof(int): %d\n", sizeof(int));
printf("sizeof(struct st): %d\n", sizeof(struct st));

在我的机器上打印

你可能会想，sizeof(struct st) 不应该是1 + 2 + 4 = 7 吗？这当然是一个合理的想法，但由于alignment issues 在a 和c 之间存在填充。因此，在内存中，结构体如下所示（相对于结构体的第一个字节）：

0x00000000: char                 a
0x00000001: padding
0x00000002: first byte of short  c
0x00000003: second byte of short c
0x00000004: first byte of int    b
0x00000005: second byte of int   b
0x00000006: third byte of int    b
0x00000007: fourth byte of int   b

因此（相对于&s1）：

&s1.b - 1 is ((long)&s1.b) - sizeof(int) = 4 - 4 = 0 = &s1

这就是&s1 和&s1.b - 1 将打印相同地址的原因。特别是如果

&s1 = 0x804a01c

然后

&s1.b = 0x804a01c + 0x00000004 = 0x804a020

和

&s1.b - 1 = 0x804a020 - 0x00000004 = 0x804a01c

和

&s1.b - 2 = 0x804a020 - 0x00000008 = 0x804a018

最后请注意，这是特定于实现的行为。这不是便携式的！

【讨论】：