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对C/C++的结构体指针强制类型转换的理解
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printf 是指格式化输出函数，主要功能是向标准输出设备按规定格式输出信息。 当遇到不确定知识时，最好的做法就是写点代码来验证。定义几个结构体如下： struct A1 { int a; char b; }; struct A2 { char a; int b; }; struct A3 { float a; long b; }; struct A4 { double a; };我的开发环境是Visual Studio 2019社区版，查看结构体所占的内存，会发现这4种类型的结构体都占8个字节的内存，其中char占1个字节，int占4个字节，A1和A2所占内存一样大，这涉及到结构体成员的对齐。float占4个字节，long占4个字节，double占8个字节： printf("sizeof(A1) = %d\n", sizeof(A1)); //结果：8 printf("sizeof(A2) = %d\n", sizeof(A2)); //结果：8 printf("sizeof(A3) = %d\n", sizeof(A3)); //结果：8 printf("sizeof(A4) = %d\n", sizeof(A4)); //结果：8先验证：结构体变量名指向的地址表示结构体第一个元素的地址 struct A1 structA1 = { 10, 'a' }; struct A2 structA2 = { 'a', 10 }; printf("structA1.a: %d\n", structA1.a); //结果：10 printf("structA1.b: %c\n", structA1.b); //结果：'a' printf("structA1.a: %c\n", structA2.a); //结果：'a' printf("structA1.b: %d\n", structA2.b); //结果：10 printf("structA1: %d\n", structA1); //结果：10 printf("structA1.a: %d\n", structA1.a); //结果：10 printf("&structA1: %p\n", &structA1); //结果：00B3F884，且每次运行结果不同 printf("&(structA1.a): %p\n", &(structA1.a)); //结果：00B3F884将结构体A2的实例structA2强制转换成类型为A1的实例structA1Z1的结果： //强制转换 struct A1 structA1Z1; structA1Z1 = *((struct A1*)&structA2); printf("structA1Z1.a: %d\n", structA1Z1.a); //结果：-8589993567 printf("structA1Z1.a: %c\n", structA1Z1.a); //结果：'a' printf("structA1Z1.b: %c\n", structA1Z1.b); //结果：空 printf("structA1Z1.b: %d\n", structA1Z1.b); //结果：10前面已经知道类型为A1和A2的结构体，都占8字节内存，以字符格式%c输出structA1Z1.a到控制台，结果是字符'a'，以整形格式%d输出structA1Z1.b，结果是10，这跟结构体实例structA2是一致的。如果以A1来输出实例structA1Z1的两个成员变量，结果显示的不正确。 其实structA1Z1能打印出跟structA2一样的结果，说明char类型和int类型能相互转换。如果将structA2强制转换成A3或A4，结果就不正确了，如下所示： struct A3 structA3Z1; structA3Z1 = *((struct A3*)&structA2); printf("structA3Z1.a: %f\n", structA3Z1.a); //结果：-107373320.000000 printf("structA3Z1.a: %c\n", structA3Z1.a); //结果：空 printf("structA3Z1.b: %l\n", structA3Z1.b); //结果：空 printf("structA3Z1.b: %d\n", structA3Z1.b); //结果：10 struct A4 structA4Z1; structA4Z1 = *((struct A4*)&structA2); printf("structA4Z1.a: %f\n", structA4Z1.a); //结果：0.000000 printf("structA4Z1.a: %c\n", structA4Z1.a); //结果：a printf("structA4Z1.a: %d\n", structA4Z1.a); //结果：-858993567上面的代码说明char强制转换成float会导致打印不出字符'a'，将structA4Z1转成A4型的structA4Z1，只能输出'a'。其实structA3Z1和structA4Z1都是有值的，把鼠标放到这两个变量上，结果如下图所示：
先解释下语法上为什么能对结构体实例进行强制类型转换。&structA2表示结构体第一个元素的地址，占4个字节。C语言中，表示地址的是指针变量，一个结构体指针指向结构体的首地址，通过强制类型转换(struct A1*)(&structA2)，这个指针现在指向8字节大小的内存。由于(struct A1*)(&structA2)是地址，不能直接赋给structA1Z1这个实例，通过解引用符*把内存中的值取出来就可以赋值给structA1Z1了。 变量的类型（名）表示一个变量占多大内存。 一个变量的变量名表示地址，通过取地址符&可以查看该变量的内存地址（这块内存的首地址）。 取到的一个变量的地址可以赋给一个指针变量，因为指针代表的就是地址。*是解引用，能把一段地址的值取出来，*((struct A1*)(&structA2))就把这块内存的值取出来，赋给实例structA1Z1就没问题了，实例structA2和实例structA1Z1都占8个字节的内存，且char和int可以转换。 当然，本博文只是简单验证了下结构体类型的强制转换。更多类型转换问题，可参考C++强制类型转换，这篇文章提到，C语言中的强制转换主要用于普通数据类型、指针的强制转换，没有类型检查，转换不安全，实验发现有些类型转换后，输出不了正确结果了；C++除了能使用c语言的强制类型转换外，还新增了四种强制类型转换：static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast，主要运用于继承关系类间的强制转化，其实结构体也可以被认为是一种特殊的类。 |
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