为什么使用结构的第一个元素的地址，而不是结构本身？答案

【问题标题】：Why use address of first element of struct, rather than struct itself?为什么使用结构的第一个元素的地址，而不是结构本身？
【发布时间】：2013-11-15 14:28:56
【问题描述】：

我刚刚在工作中遇到了另一个代码库，开发人员在复制/比较/设置时始终使用结构的第一个元素的地址，而不是结构本身。这是一个简单的例子。

首先有一个结构类型：

typedef struct {
    int a;
    int b;
} foo_t;

然后有一个函数可以复制这样一个结构：

void bar(foo_t *inp)
{
    foo_t l;
    ...
    memcpy(&l.a, &inp->a, sizeof(foo_t));
    ...
}

我自己不会以这种方式编写对memcpy 的调用，我一开始怀疑最初的开发人员根本没有完全掌握 C 中的指针和结构。但是，现在我已经在两个方面看到了这一点不相关的代码库，没有共同的开发者，所以我开始怀疑自己了。

为什么要使用这种风格？

【问题讨论】：

下面的答案都没有真正增加我对 C 的了解，这正是我所希望的 ;)
这非常有用，特别是当多种类型的结构以相同的第一个元素开头时，作为一种伪继承。 CPython 代码库大量使用 PyObject；所有 Python 对象都以 PyObject 成员开头，并且它们通常使用 PyObject * 指针传递，因此您不必对正在使用的对象的实际类型进行硬编码。
如果这是最后一个参数，memcpy 就会变得安全：sizeof(foo_t) - offsetof(foo_t, a)。
当我第一次掌握 C 结构和数组的窍门时，我做了很多这样的事情。我猜你对它发生的原因的看法几乎是正确的。
我会从没有一个名为 l 的单字母变量开始。

标签： c struct

【解决方案1】：

取而代之的是：

memcpy(&l.a, &inp->a, sizeof(foo_t));

你可以这样做：

memcpy(&l, inp, sizeof(foo_t));

虽然这可能是危险的和误导性的，但这两个语句实际上在这里做同样的事情，因为 C 保证在第一个结构成员之前没有填充。

但最好的方法是使用简单的赋值运算符复制结构对象：

l = *inp;

为什么要使用这种风格？

我的猜测：无知或不守纪律。

【讨论】：

+1 表示最佳l = *inp。建议的第二佳 memcpy(&l, inp, sizeof l).
无知？不太确定...我的意思是，他们知道（希望如此）这两件事是等价的并且由规范保证，所以我认为你不能推断出缺乏来自该代码的知识，但只是对此类知识的错误使用（如果经常更糟！）。

【解决方案2】：

没有人应该这样做。如果你重新排列结构成员，你就有麻烦了。

【讨论】：

【解决方案3】：

一个不会。如果你曾经在结构体中移动了a 或者你在它之前插入了成员，你会引入一个内存破坏错误。

【讨论】：

【解决方案4】：

此代码不安全，因为如果成员 a 不再是第一个成员，则重新排列结构的成员可能会导致 memcpy 访问超出结构的边界。

但是，可以想象，成员在结构中是有意排序的，而程序员只想复制它们的子集，以成员 a 开始并一直运行到结构的末尾。如果是这种情况，则可以通过以下更改使代码安全：

    memcpy(&l.a, &inp->a, sizeof(foo_t) - offsetof(foo_t, a));

现在可以将结构成员重新排列成任意顺序，并且 memcpy 永远不会超出范围。

【讨论】：

【解决方案5】：

实际上，有一个合理的用例：构建类层次结构。

当将结构视为类实例时，第一个成员（即偏移量 0）通常是超类型实例……如果存在超类型。这允许简单的转换在使用子类型和超类型之间移动。很有用。

在 Darren Stone 关于意图的注释中，这是在用 C 语言执行 OO 时预期。

在任何其他情况下，我建议避免这种模式并直接访问成员，原因已经提到过。

【讨论】：

【解决方案6】：

这是一个非常糟糕的习惯。例如，该结构可能有另一个成员。这是一个非常粗心的习惯，我很惊讶有人会这样做。

其他人已经注意到了这些；让我烦恼的是：

struct Foo rgFoo [3];
struct Foo *pfoo = &rgFoo [0];

而不是

struct Foo *pfoo = rgfoo;

为什么要通过索引取消引用数组，然后再次获取地址？已经是地址了，唯一需要注意的区别是 pfoo 在技术上是

struct Foo *const,

不是

struct Foo *.

但我以前总是看到第一个。

【讨论】：