将长整型转换为结构体指针

Question

我知道这可能是一个初学者的问题，但是无论我如何搜索或排列代码，都似乎没有解决。

我有一个定义如下的结构。

typedef struct
{
    int rate;
    int duration;
} DummyStructure;

现在，我尝试使用类似于以下代码的内容。

//
DummyStructure* structure;
DummyStructure* structure2;
long int point;

//
structure = (DummyStructure*)malloc(sizeof(DummyStructure));
structure->rate = 19;
structure->duration = 92;
point = (long int)&structure;

// now i'd like to set structure2 to the same memory location as 1.
// point is the 8-byte int location (i assume?) of structure.
// so naturally i'd assume that by casting as a DummyStructure pointer
// that long int would act as a pointer to that 1.

// It doesn't.
structure2 = (DummyStructure*)point;

我强调我已经尝试了所有可能的**和*的排列组合，但是我就是搞不定。要么它无法编译，要么它可以编译，但当我使用structure2中包含的字段时，我最终得到的似乎是随机数字。我认为我以某种方式获得了不正确的内存位置，但除了使用&之外，还能怎么样才能得到呢？

我有内存位置，对吗？我该如何将结构设置为该位置？

编辑；我忘记提到（后续答案已经询问），但我的目的是使用此功能来包装jni的libvorbis。使用jni意味着我无法传回libvorbis所做的任何结构，但它需要这些结构作为其核心功能。因此，我的包装器将直接使用vorbis来创建这些结构，并将它们的指针传回给java，以便在需要用更多声音填充缓冲区时，我只需要从指针的整数值重新引用结构对象。

- Knetic

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请注意，您不应该将malloc(3)的返回值强制转换--只需#include <stdlib.h>，您将获得允许编译器为您处理一切的malloc(3)原型。这些强制转换可能会隐藏编译器警告消息，这些消息会提醒您代码中的错误。 - sarnold

很可能 long 不足以容纳指针值。 使用 (u)intptr_t, size_t, 或 long long 可能会得到更好的结果。 - Alexey Frunze

出于好奇，你为什么要使用 long int 呢？ - Keith Irwin

Alex，运气不应该参与其中，因为DummyStructure**可以很好地工作。 - Dan

@Dan：没错。我很少见到不使用指针作为指针的好理由。 - Alexey Frunze

由于这个问题标记为“jni”，我猜他想将指针转换为一个类型，以便将其作为句柄传递给Java应用程序。 - Björn Pollex

Answer 1

为什么要将指针转换为整数再转回来？这是为了学习、弄清楚某些问题，还是为了绕过某些限制？在这样一个“简单”的程序中做这样的事情似乎很奇怪，因为这样并没有意义。

你遇到问题的一个可能原因是指针甚至可能无法适合于long int。您可以通过添加以下代码进行检查：

printf("a regular pointer is %u bytes, long int is %u",
  (unsigned int) sizeof structure, (unsigned int) sizeof point);

如果打印出来的数字不同，那可能是问题的最大原因。

如果您使用的是C99，应该包含“”并使用“intptr_t”类型而不是“unsigned long”来保存指针。无论如何，在任何情况下。

- unwind

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如果 long int 不足以容纳一个指针，将 long int 转换为指针类型的转换不应该编译。 - James Kanze

Answer 2

structure已经是一个指针，所以您不需要在那里取地址：

long int point = reinterpret_cast<long int>(structure);
DummyStructure* structure2 = reinterpret_cast<DummyStructure*>(point);

- Björn Pollex

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如果long int比指针的大小还要小，那么第二次转换就无法编译通过。（在现代计算机上不太可能出现这种情况，但我曾经在一些系统上工作过，其中指针是48位，而long int只有32位。） - James Kanze

Answer 3

structure已经是一个指针。你只需要执行point = (long int) structure;（虽然实际上，我不知道为什么要涉及long int。更容易的方法是structure2=structure;，因为structure和structure2都是指针）。当你执行&structure时，你得到的是指针本身存储的内存地址，这就是为什么它不是正确的值。除非将其传递到一个函数中，该函数将更改DummyStructure structure所指向的内容，否则你可能永远不想使用&structure。

- Keith Irwin

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这是一个不好的想法，因为C规范并不保证长整型与指针具有相同的长度。 - Dan

当然这是个坏主意。整个问题本身就是个坏主意。没有一个整数类型能够保证与指针长度相同。但在实践中，int和指针通常是相同的大小：处理器的位宽，因此几乎总是long int可以容纳指针。我相信有些系统无法使用，但我无法列举出来，而且我敢打赌你也不行。所以如果他决定使用long int（这在问题标题中），我想至少告诉他如何做到。 - Keith Irwin

你不认为我们应该教育他，让他明白为什么这种疯狂是不必要的吗？ - Dan

实际上，他问如何做某事。我不知道他为什么要这样做，你也不知道。我们只知道很少有好的理由去这样做。你认为他一定是因为不知道更好的方法（他可能确实不知道），而你的工作就是告诉他不应该这样做以及原因。这很好。我不觉得我需要做所有这些，因为我不确定他是否真的不知道更好的方法，即使他不知道，有时候人们通过自己的错误学习得更好，而不是仅仅指出错误。 - Keith Irwin

先生们，请听我说。我知道这是一个奇怪的问题，但我使用它是因为这是用于在JNI库中桥接Ogg Vorbis库到Java的，以便我可以从Java应用程序中流式传输Vorbis声音。不可能直接从本地代码传递结构体到Java代码（显而易见的原因），所以我的方法是将指针本身作为整数值传递到Java程序中，然后在需要再次在本地代码中使用时将其传回。 - Knetic

Answer 4

其他人已经回答了你的问题，但是我想做一个更一般的评论。你提到了JNI；在这种情况下，你不需要使用long int，而是要用jlong（它将是一个typedef，可能是long int或long long int，具体取决于机器）。问题是long的大小取决于机器，会映射到不同的Java类型。当然，你指望jlong足够大以容纳指针，但由于jlong是64位的，所以在不久的将来（甚至更远的未来）似乎是一个安全的赌注，因为64位寻址已足够满足需求。

此外，我建议你借鉴Swig的思想，避免指针到整数的细微差别，可以使用以下代码：

jlong forJNI = 0;
*reinterpret_cast<DummyStructure*>( &forJNI ) = structure;
//  ...
structure2 = *reinterpret_cast<DummyStructure*>( &forJNI );

虽然不太优美，但是只要 sizeof(DummyStructure*) <= 64 就能保证在所有系统上都能工作（有一个警告）。

只需要确保关闭 strict aliasing 编译选项即可。（每次在指针和整数之间进行强制类型转换时都需要这样做。我认为，在编译器能够看到转换的情况下，不应该执行此操作，但某些编译器作者更喜欢有意打破代码，即使意图明确。）

- James Kanze

Answer 5

长整型并不同于指针。为什么不直接这样做：

DummyStructure** point;

structure = malloc(sizeof(DummyStructure));
structure->rate = 19;
structure->duration = 92;
point = &structure;

structure2 = *point;

问题可能是由于以下原因的组合：1）您没有解除引用指针。 structure2 是指向 structure 的指针，而 structure 本身也是一个指针。您需要执行以下操作：

structure2 = *((DummyStructure*)point);

但是除此之外，长整型并不等同于指针。这里可能还存在符号问题。

- Dan

Answer 6

point = (long int)&structure;

这将获取 structure 的地址，它是一个 DummyStructure* 并将其分配给 point。因此，point 应该是一个双指针（指向指针的指针）。当您分配 structure2 时，应进行适当的类型转换。

typedef struct
{
    int rate;
    int duration;
} DummyStructure;

DummyStructure* structure;
DummyStructure* structure2;
long int **point;
structure = (DummyStructure*)malloc(sizeof(DummyStructure));
structure->rate = 19;
structure->duration = 92;
point = (long int **)&structure;
structure2 = (DummyStructure*)*point;

如果您的意图是使structure2指向与structure相同的内存位置，为什么不直接赋值，而要使用一个中间的long int **呢？

- Sanish

Answer 7

错误在于point是structure的地址，而structure本身是指向DummyStructure的指针。为了使structure2指向与structure相同的东西，您需要取消引用point。现在先忽略所有长度、符号和类似的问题，

structure2 = *(DummyStructure**)point;

会修复您的代码。但为什么不直接：

structure2 = structure;

如果你真的想在某个通用的东西中持有一个指针，那就把它放在 void* 中。至少这是正确的大小。

- Dave