C 语言的接口

我正在设计一个应用程序并遇到一个实施问题。我有以下结构定义：

app.h:

struct application_t{
    void (*run_application)(struct application_t*);
    void (*stop_application)(struct application_t*);
}

struct application_t* create();

当我试图“实施”这个时，问题就出现了application_t。我倾向于定义另一个结构：

app.c:

struct tcp_application_impl_t{
    void (*run_application)(struct application_t*);
    void (*stop_application)(struct application_t*);
    int client_fd;
    int socket_fd;
}

struct application_t* create(){
     struct tcp_application_impl_t * app_ptr = malloc(sizeof(struct tcp_application_impl_t));
     //do init
     return (struct application_t*) app_ptr;
}

所以如果我按如下方式使用它：

#include "app.h"

int main(){
    struct application_t *app_ptr = create();
    (app_ptr -> run_application)(app_ptr);    //Is this behavior well-defined?
    (app_ptr -> stop_application)(app_ptr);   //Is this behavior well-defined?
}

让我困惑的问题是如果我打电话给(app_ptr -> run_application)(app_ptr);收益率UP。

app_ptr 的“静态类型”如果struct application_t*，但“动态类型”是struct tcp_application_impl_t*. The struct application_t and struct tcp_application_t与 N1570 6.2.7(p1) 不兼容：

其成员之间应有一对一的对应关系，例如 每对对应的成员都声明为兼容的 类型

在本例中这显然是不正确的。

您能否提供解释该行为的标准参考？

您的两个结构不兼容，因为它们是不同的类型。您已经找到了“兼容类型”一章，它定义了使两个结构兼容的原因。当您使用指向错误类型的指针访问这些结构时，UB 会稍后出现，按照 6.5/7 严格别名违规。

解决这个问题的明显方法是这样的：

struct tcp_application_impl_t{
    struct application_t app;
    int client_fd;
    int socket_fd;
}

现在类型可以别名，因为tcp_application_impl_t是一个包含application_t其成员中。

明确定义的另一种方法是使用隐藏在 C17 6.5.2.3/6 中的“联合公共初始序列”的特殊规则：

为了简化联合的使用，做出了一项特殊保证：如果联合包含 共享共同初始序列的几个结构（见下文），并且如果并集 对象当前包含这些结构之一，允许检查公共结构 其中任何一个的初始部分，声明联合的完整类型 是可见的。两个结构共享一个共同初始序列如果对应的成员 对于一个或多个初始成员的序列具有兼容的类型（对于位字段，具有相同的宽度）。

这将允许您使用声明的原始类型。但在同一个翻译单元中的某个地方，您必须添加一个虚拟联合 typedef 才能利用上述规则：

typedef union
{
  struct application_t app;
  struct tcp_application_impl_t impl;
} initial_sequence_t;

您不需要实际使用该联合的任何实例，它只需要保持可见即可。这告诉编译器这两种类型允许使用别名，只要它们的共同初始序列有效。在你的情况下，它意味着函数指针，而不是尾随变量tcp_application_impl_t.

Edit:

免责声明。常见的初始序列技巧显然有点争议，编译器用它做的事情超出了委员会的预期。并且在 C 和 C++ 中的工作方式可能有所不同。看union '双关语'结构带有“公共初始序列”：为什么 C (99+) 而不是 C++ 规定了“联合类型的可见声明”？ https://stackoverflow.com/questions/34616086/union-punning-structs-w-common-initial-sequence-why-does-c-99-but-not