通过字节数组构造虚拟函数的结构是否安全？

举例来说，我有一个结构定义通过字节数组构造虚拟函数的结构是否安全？

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

我有一个字节数组

uint8_t data[3];

它是安全的这样做：

Data *d = (Data*)data;

我问，因为我读具有虚函数的类存储虚拟表指针并且没有标准定义它在哪里存储在对象中编辑。另外，如果我继承的数据，例如

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

什么可以的顺序成员变量在数据2 的对象存储？如果我在一个字节数组上施加Data2结构，它会在的顺序data1，data2，data3？先谢谢你。

来源

2017-04-13 linux_freak

因为你遇到了对齐问题（和'struct Data {uint8_t data1; uint16_t data2;}'几乎肯定会有大小4，而不是3），所以这是不安全的。 – melpomene

一个首选的方法是从缓冲区单独分配成员到结构中。这可以让你处理对齐和endian问题。 –

对不起，忘记提及存储Allignment。即使使用分配宏作为#pragma（pack，1），可以安全地将它与结构中的虚函数一起使用吗？ –

在C++中，c style cast被解释为一个等效的C++类型转换，它是最具限制性的，仍然可以完成转换。在这种情况下，它是reinterpret_cast。

reinterpret_cast的文档列举了每个定义的用例。不幸的是，你的情况被禁止取消引用结果指针。虚拟方法的存在与此无关。

请注意，为了检查它的表示形式，将Data *转换为uint8_t *是合法的。将这样的uint8_t*转换回Data*也是合法的。

编辑：如果您的目标是为Data的实例提供存储，则可以使用std::aligned_storage和placement new。 std::aligned_storage提供了一个安全的内存位置，其中可以构建一个类型的实例，并且放置new允许您指定构建实例的位置。但是，如果您打算存储派生类型，这将无法正常工作。

来源

2017-04-13 19:22:01

因为你说禁止也是合法的，所以我实际上很困惑。 –

我们有一串可以来自网络或仅来自文件的字节流。目前，我们做了这样的演员并获得了数据。我的目标是简化当前流程并使其易于扩展和维护，即。如果新版本（例如具有更多成员的结构）存在或保持向后兼容性。 –

我们使用编译指示包对整个结构进行排列。 –

通常，当某个数据结构发生字节数组转换时，开发人员有责任确保此结构的二进制布局。在你的例子中，二进制布局可能会有很大的不同，而vtable的存在只是问题之一。另一个问题是字段的对齐。它通常取决于编译选项。例如，如果对齐方式是4个字节，那么结构的一边将至少有8个字节+ vtable相关的指针，这些指针显然不适合3个字节的数组。所以在这种情况下进行演员和/或深层复制将导致严重的麻烦。

要确保结构尺寸是否正确，您可以使用#pragma pack或相似的结构和静态断言，这样的：

#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");

的另一个问题是strict aliasing rules，其引爆不确定的行为，因为指针的数据不准别名指向uint8_t的指针。因此，在这种情况下，双投（或深拷贝）是必需的，编译器不会做出关于指针太多的假设：

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

而另一个问题可能是写在阵列uint16_t领域的不同字节，但不幸的是没有直接的方法来处理它。

来源

2017-04-13 19:54:51 VTT

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