c - 是否保证在没有填充位的情况下表示指针结构？

Question

我有一个链接列表，它存储我的应用程序的设置组:

typedef struct settings {
  struct settings* next;
  char* name;
  char* title;
  char* desc;
  char* bkfolder;
  char* srclist;
  char* arcall;
  char* incfold;
} settings_row;
settings_row* first_profile = { 0 };

#define SETTINGS_PER_ROW 7

当我将值加载到这个结构中时，我不想必须为所有元素命名。我宁愿把它当作一个命名数组——值是按顺序从文件中加载并逐渐放入结构中的。然后，当我需要使用这些值时，我通过名称访问它们。

//putting values incrementally into the struct
void read_settings_file(settings_row* settings){
    char* field = settings + sizeof(void*);
    int i = 0;
    while(read_value_into(field[i]) && i++ < SETTINGS_PER_ROW);
}

//accessing components by name
void settings_info(settings_row* settings){
    printf("Settings 'profile': %s\n", settings.title);
    printf("Description: %s\n", settings.desc);
    printf("Folder to backup to: %s\n", settings.bkfolder);
}

但我想知道，既然这些都是指针(并且在这个结构中永远只有指针)，编译器会为这些值中的任何一个添加填充吗？它们是否保证按此顺序排列，并且值之间没有任何内容？我的方法有时会奏效，但会间歇性地失败吗？

编辑澄清

我意识到编译器可以填充结构的任何值——但考虑到结构的性质(指针结构)，我认为这可能不是问题。由于 32 位处理器寻址数据的最有效方式是在 32 位 block 中，这就是编译器在结构中填充值的方式(即结构中的 int、short、int 将在 short 之后添加 2 个字节的填充, 使其成为 32 位 block ，并将下一个 int 与下一个 32 位 block 对齐)。但是由于 32 位处理器使用 32 位地址(而 64 位处理器使用 64 位地址(我认为))，填充是否完全没有必要，因为结构的所有值(地址，它们本质上是有效的)是在理想的 32 位 block 中吗？

我希望一些内存表示/编译器行为大师可以阐明编译器是否有理由填充这些值

Answer 1

在 POSIX 规则下，所有指针(包括函数指针和数据指针)都必须具有相同的大小；在 ISO C 下，所有数据指针都可以转换为 'void *' 并返回而不会丢失信息(但函数指针不需要转换为 'void *' 而不会丢失的信息，反之亦然)。

因此，如果编写正确，您的代码将有效。虽然写得不是很正确!考虑:

void read_settings_file(settings_row* settings)
{
    char* field = settings + sizeof(void*);
    int i = 0;
    while(read_value_into(field[i]) && i++ < SETTINGS_PER_ROW)
        ;
}

假设您使用的是具有 8 位字符的 32 位机器；如果您使用的是 64 位计算机，则该论点并没有太大的不同。对 'field' 的赋值是完全错误的，因为 settings + 4 是指向 'settings_row< 数组的第 5 个元素(从 0 开始计数)的指针'结构。你需要写的是:

void read_settings_file(settings_row* settings)
{
    char* field = (char *)settings + sizeof(void*);
    int i = 0;
    while(read_value_into(field[i]) && i++ < SETTINGS_PER_ROW)
        ;
}

加法前的转换很关键!

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C 标准(ISO/IEC 9899:1999):

6.3.2.3 Pointers

A pointer to void may be converted to or from a pointer to any incomplete or object type. A pointer to any incomplete or object type may be converted to a pointer to void and back again; the result shall compare equal to the original pointer.

[...]

A pointer to a function of one type may be converted to a pointer to a function of another type and back again; the result shall compare equal to the original pointer. If a converted pointer is used to call a function whose type is not compatible with the pointed-to type, the behavior is undefined.