键入不同结构类型的指针(例如sockaddr *到struct sockaddr_in6 *)是否合法？
下面是一个在struct shape、struct rectangle和struct triangle类型的指针之间进行类型转换的程序.
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
enum { RECTANGLE, TRIANGLE, MAX };
struct shape {
int type;
};
struct rectangle {
int type;
int x;
int y;
};
struct triangle {
int type;
int x;
int y;
int z;
};
struct shape *get_random_shape()
{
int type = rand() % MAX;
if (type == RECTANGLE) {
struct rectangle *r = malloc(sizeof (struct rectangle));
r->type = type;
r->x = rand() % 10 + 1;
r->y = rand() % 10 + 1;
return (struct shape *) r;
} else if (type == TRIANGLE) {
struct triangle *t = malloc(sizeof (struct triangle));
t->type = type;
t->x = rand() % 10 + 1;
t->y = rand() % 10 + 1;
t->z = rand() % 10 + 1;
return (struct shape *) t;
} else {
return NULL;
}
}
int main()
{
srand(time(NULL));
struct shape *s = get_random_shape();
if (s->type == RECTANGLE) {
struct rectangle *r = (struct rectangle *) s;
printf("perimeter of rectangle: %d\n", r->x + r->y);
} else if (s->type == TRIANGLE) {
struct triangle *t = (struct triangle *) s;
printf("perimeter of triangle: %d\n", t->x + t->y + t->z);
} else {
printf("unknown shape\n");
}
return 0;
}这是输出。
$ gcc -std=c99 -Wall -Wextra -pedantic main.c
$ ./a.out
perimeter of triangle: 22
$ ./a.out
perimeter of triangle: 24
$ ./a.out
perimeter of rectangle: 8您可以在上面看到，程序编译并运行时没有任何警告。我试图理解将struct shape的指针类型转换为struct rectangle是否有效，反之亦然，尽管这两个结构都有不同的大小。
如果您的回答是这是无效的，那么请考虑网络编程书籍通常会根据套接字系列在struct sockaddr *、struct sockaddr_in *和struct sockaddr_in6 *指针之间键入类型(AF_INET vs. AF_INET6)，然后解释为什么在struct sockaddr *的情况下，这种类型的类型转换是可以的，而在上面的struct shape *情况下则不行。下面是一个使用struct sockaddr *进行类型转换的示例。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <inttypes.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
int main()
{
struct addrinfo *ai;
if (getaddrinfo("localhost", "http", NULL, &ai) != 0) {
printf("error\n");
return EXIT_FAILURE;
}
if (ai->ai_family == AF_INET) {
struct sockaddr_in *addr = (struct sockaddr_in *) ai->ai_addr;
printf("IPv4 port: %d\n", addr->sin_port);
} else if (ai->ai_family == AF_INET6) {
struct sockaddr_in6 *addr = (struct sockaddr_in6 *) ai->ai_addr;
printf("IPv6 port: %d\n", addr->sin6_port);
}
return 0;
}这段代码也编译和运行良好。此外，这是按照套接字编程的书籍编写此类程序的推荐方法。
$ gcc -std=c99 -D_POSIX_SOURCE -Wall -Wextra -pedantic foo.c
$ ./a.out
IPv6 port: 20480回答 6
Stack Overflow用户
发布于 2016-09-11 05:41:13
键入不同结构类型的指针(例如sockaddr *到struct sockaddr_in6 *)是否合法？
是。C明确规定：
指向对象类型的指针可以转换为指向不同对象类型的指针。如果结果指针未针对引用类型正确对齐，则行为未定义。否则，当再次转换回时，结果将与原始指针进行比较。
(C2011，6.3.2.3/7)
正如其他答案所指出的，问题不在于演员本身，而在于你如何处理结果。这可以归结为严格的别名规则：
对象的存储值只能由具有下列类型之一的lvalue表达式访问：
- 与对象的有效类型兼容的类型，
..。再加上其他几种不适用于这种情况的选择.
(C2011，6.5/7；重点添加)
因此，主要的问题是，struct sockaddr *指向的对象的有效类型是什么？在这里重要的是要明白，我们不能从getaddrinfo()__，的声明和 struct addrinfo.的声明中看出特别是，没有理由假设有效类型是struct sockaddr。
事实上，考虑到您所询问的强制转换是访问地址详细信息的标准和预定方法，我们完全有理由假设getaddrinfo()通过确保有效类型是由关联的ai_family代码所指示的类型来支持这种方法。然后，对应的强制转换产生一个指针，该指针与地址信息的有效类型相匹配。在这种情况下，通过通过转换获得的指针访问地址信息没有固有的问题。
为了支持上面的内容，我发现，合理的假设是，所讨论的指针指向动态分配的对象。这类对象的有效类型取决于最后设置其存储值的方法(C2011，6.5/6)。这不仅是合理的，而且很可能getaddrinfo()会以一种赋予它想要的有效类型的方式来设置这个值。例如，与形状示例相同的代码就是这样做的。
最终，将struct sockaddr *转换为指向特定于地址家族的结构的指针是预期的用途，没有理由认为提供getaddrinfo()的环境在实践中会允许这些行为产生怀疑。如果有必要的话，POSIX (由谁指定该功能)可以包含一条允许转换的特殊规则。但是在这种情况下不需要这样的规则，尽管POSIX让你以信仰来看待它。
Stack Overflow用户
发布于 2016-09-10 11:51:33
如果移除显式类型转换，编译器将忠实地诊断错误。
struct rectangle *r = (struct rectangle *) s;或来自
struct triangle *t = (struct triangle *) s;在这种情况下，显式类型转换被允许工作，因为标准所要求的是什么。实际上，通过在这两个语句中使用显式类型转换，可以有效地指导编译器“闭嘴，我知道我在做什么”。
更有趣的是，为什么main()函数在运行时工作，一旦您将编译器大棒提交，它就允许转换了。
代码之所以有效，是因为所有三个struct的第一个成员都是相同的类型。struct的地址等于其第一个成员的地址，但类型不同(即指向struct rectangle的指针具有与指向int的指针不同的类型)。因此(如果忽略不同的类型)，测试s == &(s->type)将为真。类型转换的使用处理这个问题，所以(int *)s == &s->type。
一旦您的代码完成了该测试，它就会在s上执行显式类型转换。碰巧，在声明中
struct rectangle *r = (struct rectangle *) s;您的代码确保s实际上是(动态分配的) struct rectangle的地址。因此，r的后续使用是有效的。类似地，在else if块中使用struct triangle。
问题是，如果您犯了一个错误，例如
if (s->type == RECTANGLE)
{
struct triangle *t = (struct triangle *) s;
printf("perimeter of triangle: %d\n", t->x + t->y + t->z);
}(也就是说，像使用struct rectangle一样使用struct triangle)，那么编译器仍将忠实地允许类型转换(如上面所讨论的)。但是，由于s实际上不是struct triangle的地址，所以行为现在还没有定义。特别地，访问t->z访问一个不存在的成员.
Stack Overflow用户
发布于 2016-09-11 05:51:02
在伯克利套接字库的特定情况下，POSIX标准保证您可以将指向指向任何类型套接字的指针的指针转换为struct sockaddr_storage，并且标识套接字类型的字段将正确映射。
具体来说，POSIX标准指定了struct sockaddr_storage
当指向
sockaddr_storage结构的指针被转换为指向sockaddr结构的指针时，sockaddr_storage结构的ss_family字段将映射到sockaddr结构的sa_family字段。当指向sockaddr_storage结构的指针转换为指向特定于协议的地址结构的指针时，ss_family字段将映射到该结构的字段上，该字段的类型为sa_family_t并标识该协议的地址族。
它还说 of struct sockaddr_in，“这种类型的指针将由应用程序转换到struct sockaddr *，以便与套接字函数一起使用。bind()、connect()等的接口只有在库查找它获得的const struct sockaddr*并确定它指向的套接字类型时才能工作。
给定的编译器可能需要魔法才能实现这一点，但是这个库尤其需要为您完成。
https://stackoverflow.com/questions/39425409
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