C语言 为什么指针在这里被类型转换为字符

Question

我通过这个程序找到了结构的长度，而不使用 sizeof。我有一些找不到答案的问题。

1. 我无法理解这一步 (char*)(p+1)-(char*)p) - 为什么指针的类型转换为字符。

2. 我打印了每种数据类型的大小。因此，结构的大小应该是 3* int 的大小 + float 的大小 + char 的大小 = 17。但是，结构的大小为 20。请解释如何。

3. 为什么输出为 5 表示 (float*)(p+1)-(float*)p) .

法典：

#include<stdio.h>
struct sample
{
    int a,b;
    float c;
    char z;
    int k;
};
void main()
{
    struct sample *p;
    struct sample x;
    printf("size of struct w/o using sizeof: %dn", (char*)(p+1)-(char*)p);
    printf("size of struct w/o using sizeof: %dn", (float*)(p+1)-(float*)p);
    printf("size of struct using sizeof: %dn", sizeof(struct sample));
    printf(" %d %d %d %dn", sizeof(char), sizeof(int), sizeof(float), sizeof(x));
}

输出：

不带结构的大小，使用大小：20
结构的大小，不带使用大小：5
使用大小的结构大小：20
1 4 4 20

4(感谢您的回答。我还有一个疑问。

法典

struct sample
{
int a,b;
float c;
char z;
int k;
char s;
};

填充后，此结构的大小将为 24 字节。为什么在浮点数(float)((float*)(p+1)-(float*)p)中打印它不会给出 5.8000 而不是 6。

Answer 1

1. 以字节为单位转换将为您提供两个指针之间的字节差异

2. 您的结构得到填充以对齐到 4 字节边界。在您的结构中，真实尺寸如下(包括填充(

   struct sample
   {
        int a,b; // 8 bytes, 4 bytes each
        float c; // 4 bytes
        char d; // 4 bytes, 1 byte + 3 padding
        int k; // 4 bytes
   }
   

转换为浮点数将为您提供浮点数

3. 结构的大小(5 浮点数 = 20 字节(

Answer 2

1. 类型转换为 (char*(，因为您希望以字符(字节(打印大小。当你递增 p 时，它将按 p 的大小递增。所以 (p+1(-p 是结构的大小，(char *( 有助于以字节为单位打印它。

2. 阅读有关结构对齐和填充的信息

3. 5 因为这次它的类型转换为 (float *(，因为您想以 float(4 字节(为单位打印大小。当你递增 p 时，它将按 p 的大小递增。所以 (p+1(-p 是结构的大小，(float *( 有助于以浮点数(4 字节(打印它。

Answer 3

1. 尽管(char*)(p+1) - (char*)p)承诺不使用sizeof *p，但它确实隐含地这样做，因为指向 p 的指针乘以大小......各自的类型。C99中提到了这一点：http://www.iso-9899.info/n1256.html#FOOTNOTE.91

2. 许多 CPU 架构(包括英特尔x86系列处理器(都需要在可被其大小整除的地址处读取其多字节整数，例如，对于 4 字节类型，地址必须能被 4 整除。这意味着，当创建struct数组时，第二个元素的int s也必须能被4整除，即使你的char在最后。这就是为什么在那里添加填充并包含在结构的总大小中的原因。

3. 此结果是结构的大小除以float类型的大小。因为我们现在知道结构的大小是 20，所以 p+1 计算地址 p 后 20 个字节，但随后它被转换为 float* ，这会将偏移量除以适合间隔的浮点数。