C结构指针后面的内存内容

浏览一些旧的C代码，我发现了这个代码片段。我完全搞不清楚幕后发生了什么

我对结构指针的用法和可操作性没有完全的了解，我也不能完全理解在下面的代码中内存是如何存储和访问的

struct x{
int i1;
int i2;
char ch1[8];
char ch2[8];
};

struct y{
long long int f1;
char f2[18];
};

int main(void)
{
struct x * myX;
struct y * myY;
myX = malloc(sizeof(struct x));
myX->i1 = 4096;
myX->i2 = 4096;
strcpy(myX->ch1,"Stephen ");
strcpy(myX->ch2,"Goddard");
myY = (struct y *) myX;
printf("myY->f1 = %d\n", myY->f1);
printf("myY->f2 = %s\n", myY->f2);
}

这个输出

 myY->f1 = 4096
 myY->f2 = Stephen Goddard

强制转换后，

i1

存储在

myY->f1

中，ch1和ch2都存储在

myY->f2

中。我的问题是怎么做？。演员阵容结束后，记忆内容是什么样子的

我知道这与结构的大小和指针指向的位置有关（很明显），但是在看了这段代码之后，它肯定让我意识到我对指针缺乏理解

---

谢谢

演员阵容不会影响记忆。强制转换只是将一个对象视为另一个不同类型的对象。如果愿意，可以将代码想象为有一个

联合{struct x a；struct y b；}

，然后写入

a

，但从

b

读取

这是一种未定义的行为，但碰巧出现的情况是，各种对象相互重叠，因此您可以看到观察到的结果

---

第一个

strcpy（myX->ch1，“Stephen”）

也是未定义的行为，因为缓冲区对于字符串来说太小。

我在这里假设为32位

int

。

struct x

后面的内存有24个字节，布局如下：

Bit   0000 0000 00111111 11112222
      0123 4567 89012345 67890123
      ----|----|--------|--------
Field  i1   i2     ch1      ch2

下面是在第一个strcpy之后发生的情况：

      ----|----|--------|--------
Field  i1   i2     ch1      ch2
      ----|----|--------|--------
                Stephen \0
                         ^
                         |
                  Zero terminator

      ----|----|--------|--------
Field  i1   i2     ch1      ch2
      ----|----|--------|--------
                Stephen  Goddard\0
                                 ^
                                 |
                           Zero terminator

Bit   00000000 001111111111222222
      01234567 890123456789012345
      --------|------------------
Field     f1            f2

下面是第二个strcpy之后发生的情况：

      ----|----|--------|--------
Field  i1   i2     ch1      ch2
      ----|----|--------|--------
                Stephen \0
                         ^
                         |
                  Zero terminator

      ----|----|--------|--------
Field  i1   i2     ch1      ch2
      ----|----|--------|--------
                Stephen  Goddard\0
                                 ^
                                 |
                           Zero terminator

Bit   00000000 001111111111222222
      01234567 890123456789012345
      --------|------------------
Field     f1            f2

注意第一个strcpy的终止零是如何被写入以完成字符串的

以下是结构y的布局图：

Bit   00000000 001111111111222222
      01234567 890123456789012345
      --------|------------------
Field     f1            f2

当您将

struct x

指针投射到

struct y

时，您不会复制任何内容。

struct y

的布局与

struct x

的布局像饼干切割器一样对齐，然后通过

f2

窗口获取组合的

x.ch1

和

x.ch2

的内容：

---

就打印

4096

而言，这是未定义的行为：您正在将

f1

类型为

long-long-int

的

printf

传递到

int

参数位置的

printf

，因此

printf

将数据重新解释为

int

，切断上半部分（未定义的行为）。如果使用适当的格式说明符，得到的数字是

17592186048512

至于内存，它仍然只保存最初

malloc

ed的

struct x

中的值，加上两个指针

myX

和

myY

，它们都指向

struct x

然而，

ch1

和

f2

恰好从相同的相对内存索引8开始（显然，

i1

和

f1

也从索引0开始），并且

f2

也与

ch2

重叠，因此您得到：

                      i1    i2    ch1               ch2
from x's perspective: [int] [int] [char] [char] ... [char] ...
from y's perspective: [long long] [char] [char] ... [char] ...
                      f1          f2
                      0     4     8      9          16

---

这是因为一个

long-long

长度等于两个

int

s，即8个字节。

第一个

strcpy

调用调用未定义的行为，因为它覆盖了一个不存在的数组元素，即

ch1[8]

。我想我真正的问题是，在转换之后，myY->f2现在如何包含myX->ch1和ch2？@ElliotM:

y

结构的

f2

子对象与

x

结构的

ch1

子对象位于同一内存位置；第一个空终止符被第二个strcpy覆盖（注意缓冲区溢出）。为什么f1只存储4096而不是40964096？@ElliotM实际上，它存储

17592186048512

。但是，您的程序告诉printf它是一个

int

，因此

%d

去掉其他四个字节。