在C中無效指向結構指針

Question

我正在學習C，主要是由K＆R學習，但現在我已經找到了面向對象的C pdf教程並且很着迷。 我正在經歷它，但我的C技能/知識可能無法完成任務。 這是教程： http ： //www.planetpdf.com/codecuts/pdfs/ooc.pdf

我的問題來自於在pdf的前幾章中查看許多不同的功能。 下面是其中之一。 （pdf的第14頁）

void delete(void * self){
     const struct Class ** cp = self;

     if (self&&*cp&&(*cp)->dtor)
                self = (*cp)->dtor(self);
     free(self);

 }

dtor是一個析構函數指針。 但是對於我的問題，對此的了解並不是必需的。

• 我的第一個問題是，為什么** cp不變？ 它是必要的還是只是徹底的，所以代碼編寫者不會做任何意外損壞的事情？
• 其次，為什么cp指向指針（雙星號？）。 struct類在pdf的第12頁上定義。 我不明白為什么它不能成為單個指針，因為我們正在將自指針轉換為類指針。
• 第三，如何將void指針更改為Class指針（或指向類指針的指針）？ 我認為這個問題大多表明我對C的理解不足。我想象中的是一個空指針占用一定量的內存，但它必須小於Class指針，因為一個Class有很多“東西”在里面。 我知道一個void指針可以“強制轉換”到另一種類型的指針，但我不明白如何，因為可能沒有足夠的內存來執行此操作。

提前致謝

Answer 1

有趣的pdf。

我的第一個問題是，為什么** cp不變？ 它是必要的還是只是徹底的，所以代碼編寫者不會做任何意外損壞的事情？

這是必要的，因此作者不會意外地做任何事情，是的，並且將指針的性質及其用途傳達給代碼的讀者 。

其次，為什么cp指向指針（雙星號？）。 struct類在pdf的第12頁上定義。 我不明白為什么它不能成為單個指針，因為我們正在將自指針轉換為類指針。

看一下創建指針p的new() （第13頁）的定義new()作為self傳遞給delete()的相同指針）：

void * new (const void * _class, ...)
{
    const struct Class * class = _class;
    void * p = calloc(1, class —> size);
    * (const struct Class **) p = class;

因此，'p'被分配空間，然后取消引用並分配一個指針值（類中的地址;這就像解除引用並分配給一個int指針，但是我們分配一個地址而不是int。）。 這意味着p中的第一個東西是指向其類定義的指針。 但是，p被分配的空間不僅僅是那個（它還將保存對象的實例數據）。 現在再考慮delete() ：

 const struct Class ** cp = self;
 if (self&&*cp&&(*cp)->dtor)

當cp被解除引用時，由於它是指向指針的指針，它現在是一個指針。 指針包含什么？ 一個地址。 什么地址？ 指向由p指向的塊開頭的類定義的指針 。

這有點聰明，因為p實際上並不是指向指針的指針 - 它分配了更大的內存塊，其中包含特定的對象數據。 但是，在該塊的最開始是一個地址（類定義的地址），因此如果p被解引用到指針（通過強制轉換或cp），則可以訪問該定義。 因此，類定義僅存在於一個位置，但該類的每個實例都包含對該定義的引用。 合理？ 如果將p類型化為這樣的結構將更清楚：

struct object {
  struct class *class;
    [...]
};

然后你可以使用類似p->class->dtor()而不是delete()中的現有代碼。 然而，這會弄亂並使更大的圖片復雜化。

第三，如何將void指針更改為Class指針（或指向類指針的指針）？ 我認為這個問題大多表明我對C的理解不足。我想象中的是一個空指針占用一定量的內存，但它必須小於Class指針，因為一個Class有很多“東西”在里面。

指針就像一個int - 它有一個小的設置大小來保存一個值。 該值是內存地址。 當您取消引用指針（通過*或-> ）時，您正在訪問的是該地址處的內存。 但由於內存地址長度相同（例如，64位系統上的8個字節），無論類型如何，指針本身都具有相同的大小。 這就是對象指針'p'的神奇之處。 重新迭代：內存塊p指向的第一件事是一個地址，它允許它作為指針的指針，當取消引用時，你得到包含類定義的內存塊，與p的實例數據分開。

Answer 2

1. 在這種情況下，這只是一個預防措施。 該函數不應該修改類（事實上，可能沒有任何東西），所以強制轉換為const struct Class *可以確保該類更難以無意中更改。

2. 我不太熟悉這里使用的面向對象的C庫，但我懷疑這是一個討厭的伎倆。 self的第一個指針可能是對類的引用，因此解除引用self會給出一個指向該類的指針。 實際上， self總是可以被視為struct Class ** 。

   圖表可能有助於：

     +--------+ self -> | *class | -> [Class] | .... | | .... | +--------+ 

3. 請記住，所有指針都只是地址。*指針的類型與指針的大小無關; 它們都是32或64位寬，具體取決於您的系統，因此您可以隨時從一種類型轉換為另一種類型。 如果您嘗試在沒有強制轉換的情況下在指針類型之間進行轉換，編譯器會發出警告，但是void *指針總是可以轉換為沒有強制轉換的任何東西，因為它們在整個C中用於表示“通用”指針。

*：有一些奇怪的平台，這是不正確的，不同類型的指針實際上有時不同的大小。 但是，如果你正在使用其中一個，你就會知道它。 很可能，你不是。

Answer 3

1. 如果代碼嘗試更改指向的對象中的任何內容，則const用於導致編譯錯誤。 當程序員只想讀取對象並且不打算更改它時，這是一個安全功能。

2. **是因為它必須是傳遞給函數的內容。 將它重新聲明為不是它的東西將是一個嚴重的編程錯誤。

3. 指針只是一個地址。 在幾乎所有現代CPU上，所有地址都是相同的大小（32位或64位）。 將指針從一種類型更改為另一種類型實際上不會更改該值。 它說要將該地址的內容視為不同的數據布局。