'偏移量（结构派生，超.x） == 偏移量（结构基数，x）'在 C 中是否成立？

Question

我不确定安德烈·卡隆在这里是什么意思：

C中的虚拟函数

...其中一些代码依赖于（正式的）非标准行为，这些行为“恰好”在大多数编译器上工作。主要问题是代码假设

< code>m的类型为< code>struct meh *。类型为< code>struct foo *的对象f通过向< code>struct meh *的强制转换被赋给m。< code>struct meh具有< code>struct foo类型的成员< code > base (< code > struct foo meh::base = foo::bar )。为什么不能保证< code >

结构梅赫 * m = （结构梅赫*）f;变为结构梅赫 * m = （结构梅赫*）f-

struct meh
{
   /* inherit from "class foo". MUST be first. */
   struct foo base;
   int more_data;
};

下面，我列出了相关的ISO C90/C 98从我的研究摘录。我还创建了一个代码示例。示例代码可以通过< code >-fsanitize = undefined-STD = c 98-O0-Wall-Wextra-wpe dantic-Wconversion-Wundef 用Clang编译。

这是:

https://godbolt.org/z/qo9f8KnYM

节选

来自ISO C90 (ANSI C89):

对象的存储值只能由具有以下类型之一的左值访问： /28/

...

• 在其成员中包括上述类型之一的聚合或联合类型（递归地包括
  子聚合或包含的联合的成员），或

指向结构对象的指针，经过适当的强制转换，指向其初始成员（如果该成员是位字段，则指向其所在的单元），反之亦然。因此，结构对象中可能存在未命名的孔，但在其开始处可能没有，这是实现适当对齐所必需的。

来自ISO C 98:

16如果POD联合包含两个或多个共享公共初始序列的POD结构，并且POD联合对象当前包含其中一个POD结构时，允许检查其中任何一个的公共初始部分。如果对应的成员具有一个或多个初始成员序列的布局兼容类型（对于位字段，宽度相同），则两个POD结构共享一个公共的初始序列。17指向POD结构对象的指针（使用reinterpret_cast进行适当转换）指向其初始成员（如果该成员是位字段，则指向其所在的单元），反之亦然。[注意：因此，POD结构对象中可能有未命名的填充，但不是在其开始处，这是实现适当对齐所必需的。]

代码示例

#include <iostream>

struct A {
  int m1;
};

struct B {
  int m1;
  int m2;
};

struct C {
  struct A super;
  int m3;
};

int main(void) {
  struct A a = {42};
  struct C c = {{666}, 1984};

  // Access A::m1 through pointer of type B
  std::cout << ((B *)&a)->m1 << std::endl; // 42

  // Access A::m1 through pointer of type C
  std::cout << ((C *)&a)->super.m1 << std::endl; // 42

  // Access C::super::A::m1 through pointer of type A.
  std::cout << ((A *)(&c))->m1 << std::endl; // 666

  return 0;
}

编辑1：让我在这个编辑部分重写这个问题。我将忽略C，因为评论中的人告诉我不要使问题复杂化。如果这个编辑比原来的更有用，那么也许你可以考虑用这个编辑替换原来的文章。或者我或其他人可以直接“删除”原来的。或者，如果你对如何改进我的问题有更好的想法，请告诉我。毫无疑问，这是我第二次尝试提出这个问题：

我指的是这里张贴的答案：

C中的虚拟函数

  struct Base {
    int x;
  };

  struct Derived {
    struct Base super;
  };

如果offsetof（struct Derived，super.x）==0和offsetof？

AndréCaron建议使用指向派生对象的额外指针。显然，依赖offsetof（struct Derived，super.x）==offsetof。

尽管这样做是可行的，但是您依赖编译器扩展来进行类型双关，这可能会导致未定义的行为blablabla。事实上，这在海湾合作委员会和MSVC行得通。

事实上，对齐功能依赖于编译器扩展。您可以使用structfoo中指向“派生对象”的额外void*指针使其可移植。然而，该技术在知名图书馆中非常流行，因此被认为是“可移植的”。任何造成这种代码中断的编译器都会收到客户的大量投诉。

我很难理解为什么偏移量（结构派生，超级.x）！=偏移量（结构基数，x）可能会这样。我没有在C标准中找到澄清。因此，我要求进一步澄清这一点。

13：26，重申我的假设：

假设offsetof（struct Derived， Super. x）！=offsetof（struct Base， x）

  struct Base {
    int x;
    void *hook;
  };

  struct Derived {
    struct Base super;
  };

根据上述假设，考虑：

  struct Base base = {42};
  struct Derived derived;
  base.hook = &base; /* Assuming offsetof(struct Base, x) == 0 */
  derived.super = base;

（struct Base*）（derived.super.hook）==

#include <stddef.h>
#include <stdio.h>

struct Base {
  int x;
  void *hook;
};

struct Derived {
  struct Base super;
};

int main(void) {
  struct Base base = {42};
  struct Derived derived;
  base.hook = &base; /* Assuming offsetof(struct Base, x) == 0 */
  derived.super = base;

  printf("Offset Base x: %lu\n", offsetof(struct Base, x));
  printf("Offset Derived super: %lu\n", offsetof(struct Derived, super));
  printf("Offset Derived super.x: %lu\n", offsetof(struct Derived, super.x));
  printf("Offset Derived super.hook: %lu\n",
         offsetof(struct Derived, super.hook));
  printf("derived.super.hook == &base, yields %d",
         (struct Base *)(derived.super.hook) == &base);

  return 0;
}




Answer 1

然而，为什么一个POD结构必须有另一个指针void*foo::钩子？

这不是必需的。从最初的问答：

这种技术更可靠，尤其是如果您计划用C语言编写“派生结构”并使用虚函数。在这种情况下，第一个成员的偏移量通常不是0，因为编译器在那里存储运行时类型信息和类的v表。

具有虚函数的 c 结构/类不是 POD。任何非 POD 结构/类都可以具有数据成员的非 0 偏移量，这就是钩子要处理的情况。