在C语言中，指向结构体的指针是否总是指向它的第一个成员？

Question

假设我有一些C结构体，我想要特定一组函数对它们进行操作。

我想知道以下是否是一个合法的方法：

typedef struct Base {
     int exampleMember;
     // ...
} Base;

typedef struct Foo {
     Base base;
     // ...
} Foo;

typedef struct Bar {
     Base base;
     // ...
} Bar;

void MethodOperatesOnBase(void *);

void MethodOperatesOnBase(void * obj)
{
     Base * base = obj;
     base->exampleMember++;
}

在示例中，您会注意到两个结构体Foo和Bar都以一个Base成员开头。

而且，在MethodOperatesOnBase中，我将void*参数转换为Base*。

我想将指向Bar和指向Foo的指针传递给此方法，并依赖于结构体的第一个成员是Base结构体。

这样做是否可行，或者是否存在一些（可能是特定于编译器的）问题需要我注意？（例如某种打包/填充方案会更改结构体第一个成员的位置等）？

- Steve

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你为什么不直接使用C++呢？ - Jonathan Grynspan

我理解你的意思，但是对于这个项目来说我做不到。 - Steve

这是作业吗？我已经毕业十年了，但还是谢谢。哈哈 - Steve

@Jonathan Grynspan提出了一个合理的问题。假设你的程序有10,000行，用C语言编写。那么你大约需要100行代码进行结构体截断。在这种情况下，为了使整个程序与C语言兼容，花费更多的努力是值得的。请注意保持原文意思，使翻译通俗易懂。 - Mysticial

把标题修改为更具描述性（而且更容易在谷歌搜索到）的内容，如果您不介意的话。 - Alexandre C.

Answer 1

是的，C标准明确保证这将起作用。

(C1x §6.7.2.1.13: “指向结构体对象的指针，在适当转换后，指向其第一个成员……反之亦然。在结构体对象内可能存在未命名填充位，但不会在其开头处出现。”)

- hmakholm left over Monica

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@MByD：标准本身由于愚蠢的版权原因无法链接，但是谷歌可以为您找到几份草案。 - hmakholm left over Monica

在委员会草案中的6.7.2.1.15：C11标准可以在此处找到：http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg14/www/docs/n1570.pdf。 - Eric Hou

Answer 2

整个 gtk+ 就是这样实现的。我想不出更好的例子了。请查看http://git.gnome.org/browse/gtk+/tree/gtk/。

- debleek63

Answer 3

我不反对任何回答中提到的你所建议的方法，但为了更全面地讨论（并且不建议你使用C++！），为什么不尝试做一些类似于以下的事情

typedef struct Base ...  /* The types defined exactly as before */
typedef struct Foo ...
typedef struct Bar ...

/* The function takes a Base* since that is what it actually works with*/
void MethodOperatesOnBase(Base* pbase)
{
    /* Do something... */
}

/* Now call it like this: */
Foo foo;
Bar bar;

MethodOperatesOnBase(&foo.base);
MethodOperatesOnBase(&bar.base);

有什么原因不能使用 void * 吗？我认为这并不会增加太多工作量，而且它具有类型安全的优点。

- AAT

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嗯，在我的情况下，原因是因为Foo和Bar被公开作为不透明指针。 - Steve

@ Steve：好的，所以调用者无法引用 base 成员，你必须通过重新解释结构指针来完成。这很有道理，谢谢你澄清。 - AAT