C- 一个程序引发的问题

C程序如下：

#include 
#include 
#include 

struct student_t
{
    char *id;
    char *name;
    char *score;
};

typedef struct student_t *Student_t;

void print_stu_info(Student_t stu)
{
    printf("%s  %s  %s\n", stu->id, stu->name, stu->score);
}

int main()
{
    Student_t stu = malloc(sizeof(*stu));
    stu->id = "001";
    stu->name = "xiaonan";
    stu->score = "95";
    print_stu_info(stu);

    *((char **)((char *)stu + 2*sizeof(char *))) = "100";
    print_stu_info(stu);

    return 0;
}
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程序运行结果如下：

majn@tiger:~/C_Project/dl_project$ ./hack_struct 
001  xiaonan  95
001  xiaonan  100
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问题一

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Student_t stu = malloc(sizeof(*stu));
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第一次见这种写法，真的没有问题吗？写成

Student_t stu = malloc(sizeof(*Student_t)); 
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为什么编译报错?

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在这行代码中出现了错误：

Student_t stu = malloc(sizeof(*Student_t));
1

问题在于 *Student_t。在这里，Student_t 是一个类型，而不是一个变量。不能对类型进行解引用。

正确的方式是，使用 sizeof(struct student_t) 或 sizeof(*stu) 来获取结构体的大小。如果我们要分配一个结构体的大小并返回一个指向该结构体的指针，应该这样写：

Student_t stu = malloc(sizeof(struct student_t));
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或者：

Student_t stu = malloc(sizeof(*stu));
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将上述更正后的代码行替换原有代码，应该能够成功编译。

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关于第一种写法的问题，这实际上与C语言的声明和初始化语法有关。

在C语言中，当我们写：

Student_t stu = malloc(sizeof(*stu));
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以下是发生的事情的简化描述：

1. 编译器首先处理 Student_t stu 部分。这里，它知道声明了一个名为 stu 的 Student_t 类型的指针变量。从这一点开始，stu 已经被声明并可以在其后的代码中使用。

2. 接下来，编译器处理 = malloc(sizeof(*stu)) 部分。这时，由于 stu 已经被声明，所以可以在 sizeof(*stu) 中使用它。

因此，尽管 = 是右结合的，但在整个声明和初始化过程中，声明总是先于初始化发生。

如果将这两个步骤分开，那么确实需要确保在使用一个变量之前已经声明了它。但在同一语句中进行声明和初始化时，该语句的声明部分会首先被处理。

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问题二

如何通过直接操作内存地址的方式来修改 stu->score 的值？

如果想通过直接操作内存地址来修改 stu->score 的值，首先，需要确保准确地计算了偏移量，并且将正确的值赋给正确的地址。

在 struct student_t 中，字段按以下顺序出现：

1. char *id
2. char *name
3. char *score

所以，stu 指针首先指向 id，然后是 name，最后是 score。

我们可以通过增加 stu 的地址来修改 score，但需要知道系统的指针大小（通常是 4 字节（32位系统）或 8 字节（64位系统））。

以下是可能的写法（假设在 64 位系统上）：

*((char **)((char *)stu + 2*sizeof(char *))) = "100";
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解释：

• 首先，我们将 stu 转换为 char * 类型，使我们能够按字节递增其地址。
• 接下来，我们增加了 2 * sizeof(char *) 字节，这样我们就可以跳过前两个 char * 字段，指向 score。
• 然后我们将结果转换回 char ** 类型，以便我们可以将字符串的地址（"100"）赋给它。

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下面，我们来详细地探讨这行代码的每一个部分：

首先，来看这个代码的目的：它旨在直接更改 stu->score 的指针值，使其指向新的字符串字面量 "100"。

现在，我们一步一步来分析这行代码：

1. (char *)stu:
   这将 stu 指针从 Student_t 类型转换为一个字符指针 (char *)。这样做允许我们以字节为单位进行指针算术。

2. 2*sizeof(char *):
   这里我们计算两个指针的大小。每个 char * 指针的大小通常为 4 字节（32位系统）或 8 字节（64位系统）。因此，这部分代码计算 stu 结构中前两个 char * 指针（id 和 name）所占用的总字节。

3. (char *)stu + 2*sizeof(char *):
   这将上述两个部分结合起来，即将 stu 的起始地址增加了前两个 char * 指针所占用的字节，从而将地址定位到 score 字段。

4. (char **)((char *)stu + 2*sizeof(char *)):
   现在，我们再次进行类型转换，将计算出的 score 地址从 char * 转换为 char **。因为我们最终的目标是更改一个指针的值（指向一个新的字符串），而不仅仅是更改一个字符。

5. ((char **)((char *)stu + 2*sizeof(char *))) = “100”:
   最后，我们使用解引用运算符 * 来访问和更改 score 指针的值，使其指向新的字符串 "100"。

直接操作内存地址是非常危险的，并且容易引入错误。这种做法破坏了抽象，使代码变得难以阅读和维护。因此，在实际编程中，应尽量避免使用这样的方式。