结构和指针

Question

我在将入口内存地址获取到结构的成员变量时遇到问题。我尝试了两种方法，其中一种不能正常工作。如果大家能给我一些建议就好了。

首先，我定义了一个名为 BITMAP_HEADER 的结构。

struct BITMAP_HEADER
{
    WORD    bfType ;
    DWORD   bfSize ; 
    WORD    bfReserved1 ;
    WORD    bfReserved2 ;
    DWORD   bfOffBits ;
} ;

第二，我定义并初始化了一些变量。请在阅读下一行之前查看下面的代码。如果你问我为什么有一个字符指针，我需要访问整数 bfSize 的每个字节。

struct BITMAP_HEADER    bitmap_header ;
char*                   pSize = (char*)&bitmap_header.bfSize;

第三，我以两种不同的方式获得了 bfSize 的内存地址并打印了值。

1. printf("%X\n", *pSize) ;
2. printf("%X\n", (unsigned char)*(((char*)&bitmap_header)+2)) ; 

(1)直接得到bitmap_header.bfSize的内存地址。

(2) 获得了 BITMAP_HEADER 结构的内存地址，并将指向下一个的指针移动了 2 个字节。

终于，结果如下。

2D
F6

为了您的信息，这里是结构 BITMAP_HEADER 的十六进制数据。

42 4D / F6 C6 2D 00 / 00 00 / 00 00 / 36 00 00 00

为什么第一种方法不起作用？我认为这两种方法完全相同。

Answer 1

您在这里遇到了结构填充。编译器在bfType 和bfSize 字段之间插入两个字节的填充，以将bfSize 对齐到4 个字节的大小，因为bfSize 是一个DWORD。

一般来说，您不能依赖能够计算结构内的精确偏移量，因为编译器可能会在成员之间添加填充。您可以使用特定于编译器的位在某种程度上控制它；例如，在 MSVC 上，pack pragma，但我不建议这样做。结构填充用于指定成员对齐限制，并且某些架构会在未对齐访问时出错。 （其他人可能会手动修复对齐，但通常会这样做rather slowly。）

另见：http://en.wikipedia.org/wiki/Data_structure_alignment#Data_structure_padding

Answer 2

对于结构已知的原始数据，通常最好将其读取到数组中并使用定义的偏移量来访问所需的字段。这样您就不必担心编译器的行为（这通常可能与您预期的不同）。您的代码如下所示：

#define FIELD_TYPE  0
#define FIELD_SIZE  2
#define FIELD_RES1  6
#define FIELD_RES2  8
#define FIELD_OFF   10
#define SIZE_HEADER 14

static uint8_t header[SIZE_HEADER];

<...>
uint8_t * pheader = header;
DWORD offset_bits = (DWORD)*(pheader + FIELD_OFF);

附：为了使此代码可移植，必须考虑 WORD 的大小和字节序，很少有 #ifdef.. #else.. #endif 应该对此有所帮助。

P.P.S 最好使用手动逻辑运算和移位运算符而不是强制转换，但为了简洁起见，就这样保留了。