在C中的struct指針之間轉換

Question

請考慮以下代碼。

typedef struct{
    int field_1;
    int field_2;
    int field_3;
    int field_4;

    uint8_t* data;
    uint32_t data_size;
} my_struct;

void ext_function(inalterable_my_struct* ims, ...);

我想允許ext_function （由第三方編寫）僅修改my_struct field_3和field_4 。 所以我做了以下事情：

typedef struct{
    const int field_1;
    const int field_2;
    int field_3;
    int field_4;

    const uint8_t* data;
    const uint32_t data_size;
} inalterable_my_struct;

void ext_function(inalterable_my_struct* ims, ...);

在調用ext_function之前在my_struct和inalterable_my_struct之間轉換指針是否安全（如下所示）？

void call_ext_function(my_struct* ms){
    inalterable_my_struct* ims = (inalterable_my_struct*)ms;
    ext_function(ims, ...);
}

Answer 1

我不認為這是個好主意。

被調用的函數總是可以拋棄任何const ：ness，並在需要時修改數據。

如果您可以控制調用點，最好創建一個副本並使用指向該副本的指針調用該函數，然后復制您關注的兩個字段：

void call_ext_function(my_struct* ms)
{
    my_struct tmp = *ms;
    ext_function(&tmp, ...);
    ms->field_3 = tmp.field_3;
    ms->field_4 = tmp.field_4;
}

更清潔，除非你每秒數千次這樣做，否則性能損失應該很小。

如果函數觸及它，你可能也必須偽造基於指針的數據。

Answer 2

根據C99標准，即使兩個struct的聲明相同，它們也不會具有兼容類型。 從6.7.7.5節：

例2聲明后

typedef struct s1 { int x; } t1, *tp1;
typedef struct s2 { int x; } t2, *tp2;

類型t1和tp1指向的類型是兼容的。 類型t1也與struct s1類型兼容，但與struct s2 ， t2類型（ tp2或int指向的類型）不兼容。

此外，具有不同限定符的兩種類型不被視為兼容：

要使兩種合格類型兼容，兩者都應具有相同類型的兼容類型; 說明符或限定符列表中類型限定符的順序不會影響指定的類型。

更簡潔的方法是完全隱藏你的struct ，用一個不起眼的句柄（ void*之上的typedef替換它，並提供操作struct元素的struct 。 通過這種方式，您可以完全控制結構的struct ：您可以隨意重命名其字段，根據需要隨意更改布局，更改字段的基礎類型，以及執行其他操作通常避免在客戶端知道struct的內部布局時。

Answer 3

我不認為這是一個好主意，因為很難跟蹤結構是否已被轉換（特別是如果代碼很大）。 同時將其轉換為const並不能保證以后不會將其強制轉換non-const structure 。

放松提供的解決方案非常好。 另一種（也是更明顯的）解決方案是將結構分成兩個較小的部分。

typedef struct{
    const int field_1;
    const int field_2;
    const uint8_t* data;
    const uint32_t data_size;
} inalterable_my_struct;

typedef struct{
    int field_3;
    int field_4;
} my_struct;

void ext_function(const inalterable_my_struct* const ims, my_struct* ms ...);

我在上面的調用中使指針也保持不變，但這不是必需的。

Answer 4

它可能適用於大多數編譯器，即使標准沒有說明任何內容。 如果你真的需要，你甚至可以用聯盟做一些更便攜的東西。 除了它不會改變任何東西。

這就是為什么它不會改變任何東西：

$ cat foo.c
struct foo {
    const int a;
    int b;
};

void
foo(struct foo *foo)
{
    foo->a = 1;
}
$ cc -c foo.c
foo.c: In function ‘foo’:
foo.c:9: error: assignment of read-only member ‘a’
$ cc -Dconst= -c foo.c
$