C++指针算术怪异

Question

我发现了我的错误（几个小时后）并将其隔离在以下程序中。问题在于使用指向结构的指针时计算 pst2 变量值的方式。当使用指向 char 的指针时，一切正常。这是为什么？
（使用 gcc/g++ 版本：(Debian 4.4.5-8) 4.4.5）
（对于那些想知道的人：我正在定期访问包含数据分组的文件缓冲区偏移量。）

#include <iostream>
#include "testpa.h"

#pragma pack(push)
#pragma pack(1)
//---------------------------
struct st_one
{
    int i;
    char c;
};
//---------------------------
struct st_two
{
    long l;
    int i;
};
#pragma pack(pop)

//===========================
int main()
{
    int n=1024, np1=sizeof(st_one); //, np2=sizeof(st_two);
    st_one *pst1, *pst1a;
    st_two *pst2, *pst2a;
    char *pc1, *pc2, *pc1a, *pc2a, *pb;

    pb = new char[n];

    pst1 = (st_one*)(pb);
    pst2 = (st_two*)(pst1 + np1); //using pst1
    pc1 = (char*)(pb);
    pc2 = (char*)(pc1 + np1); //using pc1

    pst1a = (st_one*)(pb);
    pst2a = (st_two*)(pb + np1); //using pb
    pc1a = (char*)(pb);
    pc2a = (char*)(pb + np1); //using pb

    std::cout << "\npb = " << (long)pb;
    std::cout << "\n-----";
    std::cout << "\npst1 = " << (long)pst1 << "\tpst2 = " << (long)pst2;
    std::cout << "\npc1  = " << (long)pc1 << "\tpc2  = " << (long)pc2;
    std::cout << "\n-----";
    std::cout << "\npst1a = " << (long)pst1a << "\tpst2a = " << (long)pst2a;
    std::cout << "\npc1a  = " << (long)pc1a << "\tpc2a  = " << (long)pc2a;
    std::cout << "\n-----\n";

    return 0;
}

输出：

pb = 19546128

pst1 = 19546128         pst2 = 19546153  <--- WRONG!
pc1  = 19546128         pc2  = 19546133

pst1a = 19546128        pst2a = 19546133
pc1a  = 19546128        pc2a  = 19546133

Answer 1

这对我来说看起来不错。该行：

 (pst1 + np1)

将 st_one 的 np1 实例添加到 pst1 指向的位置，这意味着 pst1 的值递增by np1 * sizeof (st_one) 字节，即 25 (sizeof = 5)，对应于您输出的值。我认为您想要的不是上面的内容，而是：

 (pst1 + 1)

pc1 值有效，因为它是一个 char 指针，因此该行：

(pc1 + np1)

添加 np1 * sizeof (char)< /code> 字节到 pc1，即 5 个字节。

增加指针会使指针指向内存中的下一个元素，而不是下一个字节。

Answer 2

您不应该添加 sizeof(x)，因为这是自动完成的。当您递增指针（例如 ++p）时，地址会按对象的大小递增，以便它指向下一个。

指针加 1 与 ++p 相同。添加 sizeof(x) 会将增量缩放两倍。

您的计算对于 char 来说效果很好，因为 sizeof(char) 是 1。

Answer 3

C++ 自动将要添加的整数乘以指针指向的元素的大小。它假设您想要将指针前进整个元素，而不是字节。

Answer 4

C 和 C++ 中的指针算术是乘以指针所指向的类型的 sizeof 来完成的。即 int *abc = /* ... */; int *def = abc + 1 导致 def 的结果是 abc 前面的 int，而不是 char。

至于将指针转换为long，这是实现定义的行为，因此您可能会在不同的机器上得到奇怪的结果。

（就此而言，指针类型之间的转换也是如此。C++ 说这也是实现定义的）

Answer 5

看来你一切都错了。例如，要从 pst1 获取 pst2，您必须将其加一，因为指针 pst1 的类型为 st_one * ，因此您必须这样编写

： >pst2 = (st_two*)(pst1 + 1);

..但是你有：

pst2 = (st_two*)(pst1 + np1);

...其中 np1是 st_one 的 sizeof，因此它将跳过与该结构具有字节数一样多的 st_one 结构...

阅读一些有关指针算术的文档，就像这个。