Реализация интерфейсного типа через каламбур типизации в C

Question

Рассмотрим следующий код на C:

struct base_type
{
    // ...
};
struct complex_type
{
    struct base_type base_type_part;
    int complex_type_part;
};

void function(struct base_type* base_type_ptr)
{
    struct complex_type* complex_type_ptr = (struct complex_type*)base_type_ptr;
    complex_type_ptr->complex_type_part = 1;
}

int main()
{
    struct complex_type complex_type_object;
    function((struct base_type*) &complex_type_object);
    // ...
}

Законен ли такой хак?

Я поковырял Стандарт, особенно раздел про псевдонимы, и у меня нет ощущения, что такое разрешено, но все так делают.

Если это законно, то каковы основания?

Answer 1

Переопределение типов на абстрактный и потом на родной не приводит к проблемам. Стандарт разрешает и говорит, что будет пахать. Другое дело, у вас ошибка в логике. Вы должны были передавать адрес на base_type_part без преобразования типа, а потом делать смещение адреса.

# include <stddef.h>
void function(struct base_type* base_type_ptr)
{
    // делаем смещение указателя базовой структуры на
    // указатель родственной
    struct complex_type* complex_type_ptr =
     (struct complex_type*)((char*)base_type_ptr-
       offsetof(struct complex_type,base_type_part));
    complex_type_ptr->complex_type_part = 1;
}

int main()
{
  struct complex_type complex_type_object;
  // спокойно передаём адрес на базовую структуру
  function( &complex_type_object.base_type_part);
  // ...
}

Иногда смещение нулевое и кто-то не делает смещение вообще, но на это не стоит полагаться, так как приведёт к тяжёлым багам.

стандарт

A pointer to an object type may be converted to a pointer to a different object type. If the resulting pointer is not correctly aligned69) for the referenced type, the behavior is undefined. Otherwise, when converted back again, the result shall compare equal to the original pointer. When a pointer to an object is converted to a pointer to a character type, the result points to the lowest addressed byte of the object. Successive increments of the result, up to the size of the object, yield pointers to the remaining bytes of the object.

Указатель на тип объекта может быть преобразован в указатель на другой тип объекта. Если результирующий указатель неправильно выровнен 69) для указанного типа, поведение не определено. В противном случае, при повторном преобразовании результат должен быть равен исходному указателю. Когда указатель на объект преобразуется в указатель на символьный тип, результат указывает на младший адресованный байт объекта. Последовательные приращения результата, вплоть до размера объекта, дают указатели на оставшиеся байты объекта.

Answer 2

Это разрешено и будет работать, как и ожидается. Указатель на первый элемент объекта агрегатного типа всегда равен указателю на сам объект.

6.5.9 Equality operators
6 Two pointers compare equal if and only if both are null pointers, both are pointers to the same object (including a pointer to an object and a subobject at its beginning) or function, both are pointers to one past the last element of the same array object, or one is a pointer to one past the end of one array object and the other is a pointer to the start of a different array object that happens to immediately follow the first array object in the address space.

В С++ это свойство называется pointer-interconvertible.

А вот что приведенный в примере интерфейс весьма сомнительный - это уже другое дело.

БЛОГ НА HUSL

Реализация интерфейсного типа через каламбур типизации в C

Ответы (2 шт):