您可以將結構指針轉換為字符指針嗎？

Question

我有一個名為結構Characters ，即結構命名的變量a ，和一個指向名為焦pChar和我想的值更改FirstChar通過在27 pChar

struct Characters {
    short CharCount;
    char FirstChar;
    char SecondChar;
    char ThirdChar;
};

struct Characters a = {3, 4, 5, 6};

char* pChar;
pChar = (char*)&a;
*(pChar+2) = 27;

我可以安全地將 struct a 轉換為char*嗎？ 填充是否會添加到結構的末尾？ 如果我使用*(pChar+2)我能保證它指的是FirstChar嗎？

Answer 1

我可以安全地將 struct a 轉換為 char* 嗎？

演員本身是安全的。 訪問指針的內容*(pChar+2) = 27; 不安全。 正式它可能會調用未定義的行為，因為它違反了aliasing 。

（就別名規則而言，使用 char* 很好，但是當將值 27 寫入隨機字節時，正式無法保證結果會是什么。而且您可能正在寫入填充字節。）

填充是否會添加到結構的末尾？

填充可以添加到結構中的任何地方，除了最開始的地方。

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在實踐中，做這樣的事情可能是相當安全的，即使這是不推薦的和正式未定義的行為。 我還沒有遇到過不能安全和確定地工作的系統。 但是你必須確保沒有填充：

struct Numbers {
    short CharCount;
    char FirstChar;
    char SecondChar;
    char ThirdChar;
};

static_assert(sizeof(struct Numbers) == 
                sizeof(short) +
                sizeof(char)  +
                sizeof(char)  +
                sizeof(char), 
              "Padding found");

要實際禁用填充，通常有一些非標准方式，例如#pragma pack(1) 。

編輯

可靠地獲取結構成員地址的最佳和最便攜的方法可能是這樣的：

#include <stddef.h>

struct Numbers x;
char* ptr = (char*)&x + offsetof(struct Numbers, FirstChar);

Answer 2

您可以將任何指針類型轉換為另一種指針類型，並且在它指向相同內存空間的意義上仍然可以工作，如果這就是您的要求。

但是，如果您按照自己的方式修改結構中的變量，則很難確定會發生什么，主要是因為內存對齊。

您可以通過設置#pragma pack(1)在大多數編譯器中抑制內存對齊。

如果你這樣做，並且char是 1 字節長， short是 2 字節長（它可能並不總是這樣），只有這樣才能保證修改pChar[2]會改變FirstChar的值。