size_t struct 非数组成员的转换崩溃

Question

为什么在下面的代码中...

#include <iostream>

struct Foo
{
  int a;
  char b;
  char c[1];
};

struct Bar
{
  int a;
  char b;
  char c;
};

int main( int argc, char* argv[] )
{
  std::cout << "Why does this work? " << (size_t) (((struct Foo*) 0)->c) << std::endl;
  std::cout << "Why does this crash? " << (size_t) (((struct Bar*) 0)->c) << std::endl;
  return 0;
}

...第二个 size_t 操作是否会导致 SIGSEGV 而第一个操作不会？这个程序的输出是：

Why does this work? 5
Segmentation fault (core dumped)

有人能解释一下这行代码的实际作用吗？

(size_t) (((struct Foo*) 0)->c)

我以前没见过这种语法，但对我来说它看起来像是 c 的转换 - 这是工作案例中的一个数组（我认为它退化为指针） - 到size_t。所以我认为代码将指针（即地址）投射到 size_t...这似乎是无害但无意义的操作...但实际上，在工作情况下，代码不会 return 一个无意义的值，但相当可靠 returns 似乎是 c 的偏移量。为什么会这样？

Answer 1

(size_t) (((struct Bar*) 0)->c)

首先，数字 0，相当于 NULL，被转换为 Foo*。唯一允许对空指针做的事情是将它与 NULL.

进行比较

但是，指针被 ->c 非法访问，产生了 未定义的行为 。在这种情况下，程序可能会因 SIGSEGV 而崩溃，也可能不会。

代码是废话。也许是这个意思：

(size_t) &(((struct Bar*) 0)->c)

这也是非法的，但恰好是实现offsetof宏的老式方法。

碰巧，当 c 是一个数组时，数组到指针 的转换有效地插入了一个隐式的 & 运算符，所以你得到结果相当于 offsetof(Foo, c).

Answer 2

如果结构指针(struct Foo*) 0 的地址为0x0000，c 是其数组的地址，则数组的地址((struct Foo*) 0)->c 为0x0005。毕竟，数组的名称代表它的地址。

正如 Griffiths 指出的那样，如果 Bar 的临时指针是 0x0000，并且 c 是其字符变量之一的地址，它会尝试从 0x0005 获取 ((struct Bar*) 0)->c 的值，显然从未分配过，导致段错误。

看起来确实只是在检查偏移量。如果要对其进行指针数学运算，最好实际分配一个结构实例；或使用 offsetof(Foo, c) 正如 potaswatter 指出的那样。

size_t struct 非数组成员的转换崩溃

size_t cast of struct non-array member crashes

c++

struct

size-t

offset