将成员地址分配给结构中的其他成员

Question

下面的 C 语言安全吗？

struct Buffer {
  size_t size;
  int8_t *storage;
};

struct Context {
  struct Buffer buffer;
  int8_t my_storage[10];
};

struct Context my_context = {
  .buffer = {
    .size = 0,
    .storage = my_context.my_storage,
  },
  .my_storage = {0},
};

我正在使用微控制器，我不想必须使用 malloc。另外，对我来说，收集结构中的所有内容比将存储作为上下文之外的单独变量更好。

[编辑1] 我已经测试过它并且它可以编译和工作，因为指向 my_context.my_storage 和 my_context.buffer.storage 的指针是相同的，gcc (Debian 4.7.2-5) 4.7.2 在 Linux ... 3.2.0-4-amd64 #1 SMP Debian 3.2.65-1+deb7u2 x86_64 GNU/Linux

上

[编辑2] 在后来被删除的答案中，我提到了 C99 标准第 6.7.8-19 节 "The initialization shall occur in initializer list order..." 这是否意味着

struct Context my_context = {
  .my_storage = {0},
  .buffer = {
    .size = 0,
    .storage = my_context.my_storage,
  },
};

保证安全吗？我是这么理解的。

[edit3] 下面是一个完整的工作示例。

#include <inttypes.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct Buffer {
  size_t size;
  int8_t *storage;
};

struct Context {
  struct Buffer buffer;
  int8_t my_storage[10];
};

struct Context my_context = {
  .buffer = {
    .size = 0,
    .storage = my_context.my_storage,
  },
  .my_storage = {0},
};

int
main(void)
{
  printf ("ptr points to: %" PRIXPTR "\n", (uintptr_t)my_context.buffer.storage);
  printf ("storage is at: %" PRIXPTR "\n", (uintptr_t)my_context.my_storage);
}

>> ./test
ptr points to: 600950
storage is at: 600950

Answer 1

是的，这很好。假设 my_context 具有自动存储持续时间，其生命周期从进入关联块时开始，并且在其生命周期内具有恒定地址（6.2.4 对象的存储持续时间/2 ). （如果它具有静态或线程存储持续时间，则其生命周期分别延长整个程序或线程的持续时间）。

由此可见 my_context.my_storage 在 my_context 的生命周期内也有一个常量地址，因此将其地址（通过数组到指针衰减）用于 my_context.buffer.storage 的初始化将给出与 my_context 初始化完成后相同的值。

另请注意，my_context 的 scope 开始于其声明完成的点，即在初始化程序的 = 之前，所以在它的初始化器中引用它也是可以的。

Answer 2

这与指定初始化器和初始化顺序没有任何关系。您实际上要问的是这样的事情是否定义明确：

typedef struct
{
  int* ptr;
  int  val; 
} struct_t;

struct_t s = {&s.val, 0};

是的，我不明白为什么不应该这样。在尝试初始化之前，编译器必须在内存中的一个地址分配 s。分配或初始化结构成员的顺序无关紧要。

However，编写初始化列表，其中结构的一个 value 依赖于另一个 value相同结构的是不安全的！ C11 6.7.9/23 说：

The evaluations of the initialization list expressions are indeterminately sequenced with respect to one another and thus the order in which any side effects occur is unspecified.

给变量赋值是"side effect"。所以像这样的代码是不安全的：

typedef struct
{
  int  val1; 
  int  val2;
} struct_t;

struct_t s = {0, s.val1};

因为编译器可能会像这样计算初始化列表的两个表达式：

s.val1 -> 计算出val1的内容（垃圾，还没有初始化）
0 -> 评估为 0
将评估值 (0) 写入 val1，保证发生在：
将评估值（垃圾）写入val2

所以即使初始化顺序是有保证的，初始化列表的求值顺序也不是。当然，编译器可能已经决定首先评估 0 表达式，然后一切都会正常工作。

最重要的是，不要编写晦涩难懂的初始化列表。

将成员地址分配给结构中的其他成员

Assign member address to other member in struct

c

struct

pointers