在 c++ 中进行指针数学运算班级：它“合法”吗？

Question

啊海，海，

我想知道是否可以做如下的事情：

class SomeClass
{
   int bar;
};

SomeClass* foo = new SomeClass();
int offset = &(foo->bar) - foo;

SomeClass* another = new SomeClass();
*(another+offset) = 3; // try to set bar to 3

只是好奇， 丹欧

Answer 1

我想从技术上讲它可能会成功。

然而，存在几个问题。酒吧是私人的。您正在混合不同类型的指针（指针算术依赖于指针类型：int* + 1 和 char* + 1 具有不同的结果，因为 int 和 char 具有不同的大小）。

您是否也考虑过指向成员的指针：

#include <cassert>

struct SomeClass
{
   int bar;
};

int main() {
    int SomeClass::*mem_ptr = &SomeClass::bar;
    SomeClass foo;
    foo.*mem_ptr = 3;
    assert(foo.bar == 3);
}

Answer 2

这个想法对于 POD 类来说是可以的（其他人对示例代码中的错误也说过同样的话）。对于非 POD 类，您不一定仅通过对象指针的偏移量来识别成员。例如，考虑该成员是否是基类的一部分，或者等效地，如果您想要将偏移量应用于指向派生类的指针，但涉及多重继承或虚拟继承。

但是，您知道成员指针吗？

struct SomeClass
{
    int bar;
};

// fieldtoset is a pointer-to-member
int SomeClass::*fieldtoset = &SomeClass::bar;

SomeClass* another = new SomeClass();
// syntax works as if "*fieldtoset" is "bar" (the member variable referand)
another->*fieldtoset = 3 // set bar to 3

Answer 3

没什么问题，但是一不小心就很危险了。

另一方面，你的代码是错误的。 (another+offset) 的指针类型是什么？它实际上是指向 SomeClass 的指针，而不是 int，因此您至少应该将指针强制转换为 (int *)：

 *((int *)(another + offset)) = 3;

偏移量是另一件需要注意的事情，因为它始终以指针指向的类型为单位。简而言之，当int长度为4个字节时，(int *)指针加1实际上会加4，所以更好在进行计算之前将任何指针强制转换为 (char *)。

所以对于你的例子：

SomeClass* foo = new SomeClass();
int offset = (char *)&(foo->bar) - (char *)foo;

SomeClass* another = new SomeClass();
*((int *)((char *)another+offset)) = 3; // try to set bar to 3

Answer 4

您在示例中所做的事情并没有很好地使用指针。如果编译器做的事情与您期望的不同，它可能不起作用，并且可以使用正常方法以更少的源代码简单、高效地完成。

如果你有有效的使用，指针算术没有什么问题。不过，该语言尚未涵盖的内容并不多。

Answer 5

没关系（通常你会为它定义一个宏，就像 Windows DDK 的 CONTAINING_RECORD 宏），但我会质疑为什么你在 C++ 中需要这个；通常你会在 C 中使用这些类型的技巧。

Answer 6

查看原始地址，这似乎可行，但对于语句中的初学者： int offset = &(foo->bar) - foo; 您正在尝试减去不同的指针类型。因此，如果您将它们 reniterpret_cast 为 char * ，它应该会为您提供您正在寻找的内容。

尽管这看起来太复杂且容易出错，没有任何用处。