c - 将二进制数据读入内存结构，奇怪的效果

Question

我已经研究了一段时间了，这让我很困惑。这是一个重现问题的非常精炼的代码片段:

uint8_t dataz[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };

struct mystruct {

    uint8_t dummy1[1];
    uint16_t very_important_data;
    uint8_t dummy2[3];

} *mystruct = (void *) dataz;

printf("%x\n", mystruct -> very_important_data);

您期望输出结果是什么？我会说 x302，但不是。它给了我 x403。与使用此结构相同:

struct mystruct {

    uint8_t dummy1[2];
    uint16_t very_important_data;
    uint8_t dummy2[2];

} *mystruct = (void *) dataz;

你怎么解释？

Answer 1

正如其他人所提到的，除非您的编译器对齐方式是字节对齐的，否则您的结构中可能会有“漏洞”。编译器这样做是因为它加速了内存访问。

如果您使用的是 gcc，则有一个“packed”属性会导致结构字节对齐，因此删除“holes”:

struct __attribute((__packed__)) mystruct {
    uint8_t dummy1[1];
    uint16_t very_important_data;
    uint8_t dummy2[3];
} *mystruct = (void *) dataz;

但是，这不一定能解决问题。 16 位值可能未设置为您认为应有的值，具体取决于您机器的字节顺序。您将必须交换结构中任何多字节整数中的字节。没有执行此操作的通用函数，因为它需要有关运行时结构布局的信息，而 C 没有提供。

将结构映射到二进制数据通常是不可移植的，即使您现在就可以在您的机器上使用它也是如此。