使用 memset 将派生结构归零

Posted 2023-02-16

【中文标题】使用 memset 将派生结构归零

【英文标题】：zeroing derived struct using memset

【发布时间】：2011-08-16 17:55:13

【问题描述】：

我想将派生结构的所有成员归零。

有数百个成员，并且每隔一段时间就会添加更多成员，所以我觉得显式初始化它们很容易出错。

结构没有虚函数，所有成员字段都是内置的。但是，它们不是 POD，因为它们具有非平凡的构造函数。

除了对实践的标准皱眉之外，您是否发现以下任何问题？

struct Base

    // Stuff
;

struct Derived : public Base

    // Hundreds of fields of different built-in types
    // including arrays

    Derived()
    
        ::memset(reinterpret_cast<char*>this + sizeof (Base), 0, sizeof *this - sizeof (Base));
    
;

谢谢。

【参考方案1】：

这假定Base 基类子对象位于Derived 的开头。如果您添加另一个基类，这将不起作用。

此外，您的代码是错误的：指针运算是根据对象执行的，而不是根据字节执行的。您需要使用reinterpret_cast<char*>(this) 以字节为单位执行算术运算。无论如何，你仍然不应该这样做。

考虑以下利用值初始化的、不难看的、符合标准的方法：

struct Derived : public Base

    struct DerivedMembers  /* ... */ 

    DerivedMembers data;

    Derived() : data()  
;

只要DerivedMembers 没有构造函数，这就会初始化data 的每个数据成员，这看起来正是您想要的行为。

或者，如果您希望在不使用“data”成员变量的情况下访问成员，请考虑使用另一个基类：

struct DerivedMembers  /* ... */ 

struct Derived : Base, DerivedMembers

    Derived() : DerivedMembers()  
;

【讨论】：

他不想避免对所有人这样做，因为他说这会“容易出错”吗？我知道没有其他方法可以做到这一点，尽管这是符合标准的，memset绝对不是解决这个问题的方法。

非常好的工作方式。但是我觉得如果一个类的成员变量太多，那就意味着你需要把这个类分开。

@Seth：这里我们只有一个数据成员data，这是初始化列表中唯一需要值初始化的数据成员。您可以向DerivedMembers 类添加任意数量的数据成员，它们都将被初始化，而无需在任何初始化代码中提及它们。

@James 他不会收到类似于non-aggregates cannot be initialized with initializer list 的错误，因为他说他的数据有（非平凡的）构造函数吗？

@Seth：OP 说“所有成员字段都是 [of] 内置 [types]”，所以，不，应该没有问题。即使DerivedMembers 有一个类类型的数据成员，也会为该数据成员调用默认构造函数，或者如果它没有用户声明的构造函数，它的数据成员将被值初始化，递归（如果它没有默认值）构造函数，但有其他用户声明的构造函数，OP 的方案首先不起作用，因为他必须在初始化列表中对其进行初始化。

【参考方案2】：

你不应该这样做。您应该在每个类中使用初始化列表，以避免必须这样做。第一遍就完成会很忙，但如果之后再继续练习，那就是微不足道的了。

看到这个similar question：

【参考方案3】：

您应该将所有值显式设置为零并且不要使用 memset，因为它不可移植。编译器/内存分配可能存储了您可能正在覆盖的内务管理数据。

【参考方案4】：

标准并没有“对实践不屑一顾”；它给出了未定义的行为。

例如：

this + sizeof (Base)

C++ 标准中没有任何内容表明此表达式解析为指向 Derived 的指针。事实上，既然this 的类型是Derived * const，那么你所做的就是指针运算。 C++ 将尝试添加它，就好像this 是指向Derived 数组的指针，相当于this[sizeof(Base)]。这可能不是您想要的。

如果您不确定如何正确行事，请不要走在未定义行为的黑暗走廊中。

最重要的是，即使您将体操指针指向实际工作，您的代码也会变得非常脆弱。它可能适用于您的编译器的这个版本，但它会在以后的版本中失败。做一些简单的事情，比如向Base 添加一个虚函数会在你的代码中造成混乱，因为你会破坏 vtable 指针。

在我看来你有几个问题：

不必要的推导。如果Base 中没有任何虚拟内容，您为什么要公开从它派生？ 胖接口。如果您看到一个班级开始有 数百 个成员，那么它可能做得太多了。

【讨论】：

是的，我在编写代码时就意识到了这一点，但不幸的是，在发布到 SO 时忘记了演员阵容。现已修复。