通過字節數組構造虛擬函數的結構是否安全？

舉例來說，我有一個結構定義通過字節數組構造虛擬函數的結構是否安全？

struct Data { 
    uint8_t data1; 
    uint16_t data2; 
    virtual uint8_t getData1() { return data1; } 
    virtual uint16_t getData2() { return data2; } 
}

我有一個字節數組

uint8_t data[3];

它是安全的這樣做：

Data *d = (Data*)data;

我問，因爲我讀具有虛函數的類存儲虛擬表指針並且沒有標準定義它在哪裏存儲在對象中編輯。另外，如果我繼承的數據，例如

struct Data2 : Data { uint8_t data3; 
virtual uint8_t getData3() { return data3; } }

什麼可以的順序成員變量在數據2 的對象存儲？如果我在一個字節數組上施加Data2結構，它會在的順序data1，data2，data3？先謝謝你。

來源

2017-04-13 linux_freak

因爲你遇到了對齊問題（和'struct Data {uint8_t data1; uint16_t data2;}'幾乎肯定會有大小4，而不是3），所以這是不安全的。 – melpomene

一個首選的方法是從緩衝區單獨分配成員到結構中。這可以讓你處理對齊和endian問題。 –

對不起，忘記提及存儲Allignment。即使使用分配宏作爲#pragma（pack，1），可以安全地將它與結構中的虛函數一起使用嗎？ –

在C++中，c style cast被解釋爲一個等效的C++類型轉換，它是最具限制性的，仍然可以完成轉換。在這種情況下，它是reinterpret_cast。

reinterpret_cast的文檔列舉了每個定義的用例。不幸的是，你的情況被禁止取消引用結果指針。虛擬方法的存在與此無關。

請注意，爲了檢查它的表示形式，將Data *轉換爲uint8_t *是合法的。將這樣的uint8_t*轉換回Data*也是合法的。

編輯：如果您的目標是爲Data的實例提供存儲，則可以使用std::aligned_storage和placement new。 std::aligned_storage提供了一個安全的內存位置，其中可以構建一個類型的實例，並且放置new允許您指定構建實例的位置。但是，如果您打算存儲派生類型，這將無法正常工作。

來源

2017-04-13 19:22:01

因爲你說禁止也是合法的，所以我實際上很困惑。 –

我們有一串可以來自網絡或僅來自文件的字節流。目前，我們做了這樣的演員並獲得了數據。我的目標是簡化當前流程並使其易於擴展和維護，即。如果新版本（例如具有更多成員的結構）存在或保持向後兼容性。 –

我們使用編譯指示包對整個結構進行排列。 –

通常，當某個數據結構發生字節數組轉換時，開發人員有責任確保此結構的二進制佈局。在你的例子中，二進制佈局可能會有很大的不同，而vtable的存在只是問題之一。另一個問題是字段的對齊。它通常取決於編譯選項。例如，如果對齊方式是4個字節，那麼結構的一邊將至少有8個字節+ vtable相關的指針，這些指針顯然不適合3個字節的數組。所以在這種情況下進行演員和/或深層複製將導致嚴重的麻煩。

要確保結構尺寸是否正確，您可以使用#pragma pack或相似的結構和靜態斷言，這樣的：

#pragma pack(push, 1) // make sure that fields are packed 

struct Data { 
uint8_t data1; 
uint16_t data2; 
}; 

#pragma pack(pop) // restore initial alignment settings 

static_assert(sizeof(Data) == 3, "Data struct layout is not correct");

的另一個問題是strict aliasing rules，其引爆不確定的行爲，因爲指針的數據不準別名指向uint8_t的指針。因此，在這種情況下，雙投（或深拷貝）是必需的，編譯器不會做出關於指針太多的假設：

Data *d = reinterpret_cast< Data * >(reinterpret_cast<::std::uintptr_t>(data));

而另一個問題可能是寫在陣列uint16_t領域的不同字節，但不幸的是沒有直接的方法來處理它。

來源

2017-04-13 19:54:51 VTT

通過字節數組構造虛擬函數的結構是否安全？

回答

相關問題