从成员指针到整个结构/类的强制转换

Question

考虑以下代码：

#include <iostream>


struct bar {
  double a = 1.0;
  int b = 2;
  float c = 3.0;
};

void callbackFunction(int* i) {

  auto myStruct = reinterpret_cast<bar*>(i) - offsetof(bar, b);

  std::cout << myStruct->a << std::endl;
  std::cout << myStruct->b << std::endl;
  std::cout << myStruct->c << std::endl;

  //do stuff
}

int main() {

  bar foo;

  callbackFunction(&foo.b);

  return 0;
}

我必须定义一个回调函数，我想在该函数中使用一些附加信息。我定义了自己的结构并将成员的地址传递给函数。在函数中，我想通过强制转换“检索”整个结构，但指针似乎不匹配，我得到了错误的结果。我想我在选演员时做错了什么，但我不确定是什么？

Answer 1

您将指针向后移动了太多，偏移量b为sizeof（double）8，但表达式

虽然从技术上讲，将结构/类投射到它的第一个成员是合法的，但你永远不需要这样做，它很容易导致UB。

Answer 2

问题是，使用reinterpret_cast

这是有问题的，因为对于任何指针（或数组）p 和索引 i，表达式 *（p i） 完全等于 p[i]。

所以整个表达式reinterpret_cast

如果你有一个字节的“数组”，而不是柱结构的“数组”，它就会起作用：

char* tempPtr = reinterpret_cast<char*>(i) - offsetof(bar, b);
bar* myStructPtr = reinterpret_cast<bar*>(tempPtr);

Answer 3

您缺少一个转换来完成这项工作。在减去偏移量之前，您需要转换为字节类型，然后重新转换回bar*。原因是宏offsetof以字节数的形式返回偏移量。当您进行指针算术时，减法和加法根据指向类型的大小进行工作。让我们举个例子：

让我们假设您有一个bar实例，名为b，位于地址0x100h。假设sizeof（Double）==8，sizeof（int）==4和sizeof（浮点数）==4，那么sizeof（bar）==16和您的结构及其成员在内存中的样子：

b @ 0x100h
b.a @ 0x100h
b.b @ 0x108h
b.c @ 0x10Ch

< code>offsetof(bar，b)将等于< code>8。您的原始代码说‘将0x108h视为指向< code>bar类型的结构。然后给我地址为< code > 0x 108h-8 * sizeof(bar)的< code>bar结构，具体来说就是:0x108h - 0x80h = 88h。”希望这个例子演示了为什么原始代码执行了错误的计算。

这就是为什么您需要告诉编译器，您想将地址减去为字节，以获得结构中第一个成员的正确地址。

解决方案如下：

< code > bar * owner = reinterpret _ cast

有一件事你应该非常小心：只有当bar是标准布局时，这才是合法的。您可以使用模板std:：is_standard_layout