用于使用字节偏移进行操作的更清晰的指针算术语法

Question

在以下代码行中，我需要将指针 pm 调整其字段之一中的字节偏移量。有没有更好/更简单的方法来做到这一点，而不是不断地从 char * 和 PartitionMap * 来回转换，以使指针算术仍然有效？

PartitionMap *pm(reinterpret_cast<PartitionMap *>(partitionMaps));
for ( ; index > 0 ; --index)
{
    pm = (PartitionMap *)(((char *)pm) + pm->partitionMapLength);
}
return pm;

对于那些无法从代码中理解的人，它会循环遍历从 PartitionMap 继承的缓冲区中的可变长度描述符。

同样对于那些关心的人来说，partitionMapLength 总是返回运行该系统的系统支持的长度。我正在遍历的数据符合 UDF 规范。

Answer 1

我经常为此使用这些模板：

    template<typename T>
    T *add_pointer(T *p, unsigned int n) {
            return reinterpret_cast<T *>(reinterpret_cast<char *>(p) + n);
    }

    template<typename T>
    const T *add_pointer(const T *p, unsigned int n) {
            return reinterpret_cast<const T *>(reinterpret_cast<const char *>(p) + n);
    }

它们维护类型，但向其中添加单个字节，例如：

T *x = add_pointer(x, 1); // increments x by one byte, regardless of the type of x

Answer 2

强制转换是唯一的方法，无论是转换为 char* 或 intptr_t 还是其他此类类型，然后转换为最终类型。

Answer 3

当然，您可以只保留两个变量：一个用于单步执行缓冲区的 char * 和一个用于访问缓冲区的 PartitionMap *。让它更清楚发生了什么。

for (char *ptr = ??, pm = (PartitionMap *)ptr ; index > 0 ; --index)
{
    ptr += pm->partitionMapLength;
    pm = (PartitionMap *)ptr;
}
return pm;

Answer 4

正如其他人提到的，您需要强制转换，但您可以隐藏宏或函数中的丑陋之处。然而，要记住的另一件事是对齐要求。在大多数处理器上，您不能简单地将指向类型的指针增加任意数量的字节，并将结果转换回指向原始类型的指针，而不会因未对齐而在通过新指针访问结构时出现问题。

x86 架构是少数能让您摆脱困境的架构之一（即使它是最流行的）。然而，即使您正在为 Windows 编写代码，您也需要考虑这个问题 - Win64 确实强制执行对齐要求。

因此，即使通过指针访问 partitionMapLength 成员也可能导致程序崩溃。

您也许可以使用 Windows 上的 __unaligned 等编译器扩展轻松解决此问题：

PartitionMap __unaliged *pm(reinterpret_cast<PartitionMap *>(partitionMaps));
for ( ; index > 0 ; --index)
{
    pm = (PartitionMap __unaligned *)(((char *)pm) + pm->partitionMapLength);
}
return pm;

或者您可以将潜在未对齐的数据复制到正确对齐的结构中：

PartitionMap *pm(reinterpret_cast<PartitionMap *>(partitionMaps));

char* p = reinterpret_cast<char*>( pm);

ParititionMap tmpMap;
for ( ; index > 0 ; --index)
{

    p += pm->partitionMapLength;

    memcpy( &tmpMap, p, sizeof( newMap));
    pm = &tmpMap;
}

// you may need a more spohisticated copy to return something useful
size_t siz = pm->partitionMapLength;
pm = reinterpret_cast<PartitionMap*>( malloc( siz));
if (pm) {
    memcpy( pm, p, siz);
}
return pm;

Answer 5

必须进行转换，但这会使代码几乎不可读。为了便于阅读，将其隔离在静态内联函数中。

Answer 6

让我困惑的是为什么你有“partitionMapLength”（以字节为单位）？

如果它是在“partitionMap”单位中不是更好吗，因为你无论如何都会投射它？

PartitionMap *pmBase(reinterpret_cast<PartitionMap *>(partitionMaps));
PartitionMap *pm;
...
pm = pmBase + index; // just guessing about your 'index' variable here

Answer 7

C 和 C++ 都允许您通过指针和 ++ 迭代数组：

#include <iostream>

int[] arry = { 0, 1, 2, 3 };
int* ptr = arry;
while (*ptr != 3) {
    std::cout << *ptr << '\n';
    ++ptr;
}

为此，定义添加到指针以获取存储在指针中的内存地址，然后添加任意值的大小。 type 是所添加的值的乘积。例如，在我们的示例中，++ptr 将 1 * sizeof(int) 添加到 ptr 中存储的内存地址。

如果您有一个指向类型的指针，并且想要从该位置前进特定数量的字节，那么唯一的方法就是转换为 char* （因为 sizeof(char) 被定义为一）。