C语言 确保结构体中的字段对齐

Question

我正在为一种语言设计一个抽象语法树(AST)。我的词法符号看起来像

typedef struct {
tokenHeader header;
tokenData data;
} lexicalToken;

，其中tokenHeader和tokenData为structs。对于AST节点，我有一个基本类型:

#define AST_HEADER 
struct astNode *parent; 
tokenHeader header;
typedef struct astNode {
AST_HEADER
} astNode;

以及一些分割类型。例如,

typedef struct {
AST_HEADER
astNode *nodes[2];
} astTwoSplitNode;

我没有在AST_HEADER中包含tokenData的原因是因为几乎所有令牌都不使用该字段。这让我想到

typedef struct {
astNode *parent;
lexicalToken token;
// Nodes which use tokenData are always terminal nodes.
} astNodeWithData;

这最后给我带来了我的问题:astNodeWithData是否保证以这样一种方式安排，我可以将astNodeWithData*转换为astNode*，引用header字段，并以预期的方式访问其字段?

如果没有，是否有办法指示我的编译器(gcc，如果它有帮助)强制执行这样的安排?

Answer 1

实际上可以将astNodeWithData *类型强制转换为astNode **类型，而不是astNode *类型，因为结构体的地址与第一个成员的地址相同。

C标准第6.7.2.1p15节关于"结构和联合说明符";州:

在结构对象中，非位域成员和位域所在的单元的地址增加它们被声明的顺序。指向结构体的指针对象经过适当转换后，指向其初始成员(或)如果该成员是位域，则指向其所在的单元类中可能存在未命名的填充结构对象，但不在其开头

因此以下语句是允许的:

astNodeWithData dataNode;
// populate dataNode
astNode **nodePtr = (astNode **)&dataNode;
// access (*nodePtr)->header
astNodeWithData *dataNodePtr = (astNodeWithData *)nodePtr;
// access dataNodePtr->token