如果其他成员跟在结构成员的末尾，则写入/读取该末尾

Write/read past the end of structure member if another member follows it

本文关键字：成员 读取 结构 如果 其他      更新时间：2023-10-16

假设我有一个结构：

struct Foo{
char a[4];
char b[4];
//...some other members
} foo, foo2;

让我们假设a和b之间没有填充，所以offsetof(Foo, a) == 0和offsetof(Foo, b) == 4，并且Foo是POD。

标准如何定义以下内容？

putc(foo.a[4]); 
// Am I allowed to read past the `a` array?
foo.a[4] = 0;
// What is (foo.b[0]) ?
memcpy(foo.a, "ABCDEFGH", 8);
// Is foo.b equals "EFGH"?
memcpy(foo2.a, foo.a, 8);
// Is foo2.b equals foo.b?

在我的理解中，如果我从以下法律表达开始：

*((char*)&foo + offsetof(Foo, b))

我可以应用一系列替换：

*((char*)&foo + 4)
*((char*)&foo + 0 + 4)
*((char*)&foo + offsetof(Foo, a) + 4)
*(foo.a + 0 + 4)
*(foo.a + 4)
foo.a[4]

另外两个是合法的，因为foo.a等价于(char*)&foo，如果我们足够小心的话，我们可以memcpy的一部分结构。

不允许读取或写入foo.a[4]。

如[dcl.array]/6中所述，

类型为"的对象；CCD_ 10CCD_；由类型为U的N子对象的连续分配的非空集合组成，称为阵列的元素，编号为0至N-1。

foo.a中没有元素4。

现在，【basic.compound】/3确实声明：

[…]为了进行指针算术(7.6.6)和比较(7.6.9、7.6.10)n元素的数组x的最后一个元素被认为等价于指向假设数组的指针x的元素n和不是数组元素的T类型的对象被认为属于数组具有一个类型为CCD_ 20的元件。[…]

这使得表达式foo.a + 4定义良好；它是指向"；假设的"；索引为4的元素。然而，没有实际的这样的对象，因此没有什么可读取或写入的。

你可能会反对"；在那里有一个对象：CCD_ 22"；。然而，这种解释与〔basic.compound〕/3:中给出的指针值分类法相矛盾

〔…〕指针类型的每个值都是以下值之一：

  • 指向对象或函数的指针(据说该指针指向指向对象或函数)，或
  • 一个指针经过对象的末尾(7.6.6)，或
  • 该类型的空指针值，或者
  • 无效的指针值

[…]

因为指针foo.a + 4是经过foo.a末尾的指针，所以它也不能是指向foo.b[0]的指针，即使它们表示的地址值可能相同(假设a和b之间没有填充)。它只能分为四类中的一类。

对于将一元*运算符应用于过去的结束指针值是否实际合法，该标准在措辞上存在差距。[expr.unary.op]/1表示一元CCD_；产生表示操作数所指向的对象或函数的CCD_ 30类型的左值"如果没有这样的对象，则不清楚行为是否定义明确；你得到一个"；"lvalue through the end"；，还是你得了UB？然而，所有已知的实现都将其视为不是UB(它们允许在常量表达式求值期间使用它)。只有当你尝试阅读或写作时，行为才是不明确的。

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