C struct：没有填充的连续字段？

Posted 2021-05-05

any_t是任何类型（int，struct something，...）。

考虑这个结构：

struct my_struct {
    any_t val,
    any_t array[10]
}

如果我定义一个变量v：

struct my_struct v;

使用&v.val作为11个any_t项目的数组是否安全？

any_t *p = &v.val;
f(p[0]);
f(p[5]);
f(p[10]);

是否保证val和array之间不会添加填充？

答案

仅从C标准来看，由于以下原因，使用&v.val作为11个any_t阵列是不安全的：

• C标准允许在结构中使用未命名的内部填充：C 2011（N1570）6.7.2.1 15，“结构对象中可能有未命名的填充，但不是在其开头。”C实现插入填充是不常见的在val和array之间，因为对齐要求不需要它，但它是允许的，并且在某些情况下可以想象它是有益的，例如使array更好地与性能（而不是必要性）对齐。
• 即使有保证val和array元素的间距与11 any_t的数组相同，也无法保证指针算法有效。 C 2011（N1570）6.5.6 8定义了指针算法（包括数组索引），它只要求数组内的算术工作（包括最后一个名义元素）。一些C实现使用基址和偏移量寻址。在这种情况下，val的基地址可能无法支持延伸到array的偏移量。
• 即使C实现使用简单的平面寻址，也允许其优化器根据C标准进行推断。理论上，优化器可以看到指针是从val的地址派生的，因此不能（根据C标准）用于解决array中的任何问题。例如，如果你做了any_t *p = &v.val; p[i] = 3; v.array[j] = 4;，优化器可以将v.array[j]和p[i]的赋值视为独立的，并以任何顺序执行它们，即使你可能设置了i和j以便它们指向相同的元素。

另一答案

不，标准没有任何保证。但是，您的特定编译器实现当然可以提供超出标准所做的保证。查看您的文档以获取所有详细信息。

另一答案

那么你对struct的定义大概是2个字段，所以你的计算机可能不会将它用作11个元素的arry，所以你必须在声明它们时填充你的文件。