包装修整C结构

Question

我有一个C库(我在C++中使用它)，它定义了一个结构和一个函数来对其进行操作。

struct s {
  type1 x1;
  type2 x2;
  type3 x3;
  type4 x4;
  type5 x5;
};

void f(s* x);

我知道f不做任何涉及s::x4或s::x5的事情。由于它们对我的目的都是无用的，而且我有很多s实例，所以我希望将它们分配到一个数组中，这样s[n+1]就可以在s[n].x3之后立即启动。会执行类似的操作，导致未定义的行为？假设从未使用x4和x5。

struct s_trimmed {
  type1 x1;
  type2 x2;
  type3 x3;
};

size_t num_s = 1000;
char *mem = new char[stuff_before + num_s*sizeof(s_trimmed) + stuff_after];

for (size_t i=0; i<nums; ++i)
  f((s*)(mem + stuff_before + i*sizeof(s_trimmed)));

mem是一个char数组，因为它只是一个内存块，除了s的实例之外，我还想在其中添加其他东西。

Answer 1

如果您避免任何与对齐相关的问题，您的代码将属于程序类别，标准的作者可能期望高质量的实现能够有效地处理，但是标准的N1570 6.5p7节允许以任意的方式处理实现。请注意，C标准的编写方式，甚至类似于：

struct foo {int x;} s = {0};
s.x = 1;

属于同一类别，因为标准没有描述int类型的lvalue可用于影响struct foo类型对象的任何情况，其lvalue的定义也不适应lvalue可能具有int类型但与其他类型有6.5p7关联的想法。

没有理由让任何高质量的编译器都难以认识到，将T1*转换为T2*并将其传递给作用于T2*的函数的代码可能会访问类型为T1*的对象。在没有-fno-strict-aliasing标志的情况下，gcc和clang都对这种可能性故意视而不见，但使用该标志将使它们表现得像高质量的编译器。

Answer 2

只要函数f不处理x4和x5，那么您就可以安全地将结构复制到一个没有符号的字符数组中，并将其传递给function.Sample程序，如下所示：

#include <iostream>
#include <memory.h>
struct s {
  double x1;
  float x2;
  long long x3;
  int x4;
  int x5;
};
struct s_trimmed {
  double x1;
  float x2;
  long long x3;
};
void f(s* x)
{
  std::cout<<x->x1<<std::endl;
  std::cout<<x->x2<<std::endl;
  std::cout<<x->x3<<std::endl;
}
int main() {
  size_t nums = 2;
  unsigned char *mem = new unsigned char[nums*sizeof(s_trimmed)];
  unsigned int start = 0;
  for(int i=0;i<nums;i++)
  {
    s* s_obj = new s;
    s_obj->x1 = 10.5;
    s_obj->x2 = 89.98;
    s_obj->x3=28765;
    s_obj->x4=1;
    s_obj->x5=5;
    memcpy(mem+start,s_obj,sizeof(s_trimmed));
    start = start + sizeof(s_trimmed);
    delete s_obj;
    s_obj = nullptr;
  }
  start = 0;
  for(int i=0;i<nums;i++)
  {
    unsigned char *memf = new unsigned char[sizeof(s_trimmed)];
    memcpy(memf,mem+start,sizeof(s_trimmed));    
    f((s*)memf);    

  }
  delete[] mem;
  mem=nullptr;
  return 0;
}