标题C语言对结构体使用memcmp
在软件开发中，经常会遇到对字符串，内存比较的处理，我们通常很少会自己手写一遍比较函数，会调用C语言库函数进行处理，如strcmp，strncmp，memcmp等。
面试的时候，面试官经常会问过类似这样一个题目，这个题目考的内容就是基础的字节对齐问题的扩展，觉得有必要写一下。
问题描述：
有如下结构体：
struct test
{
int member_a;
char member_b;
};
问，在32位机器上，sizeof（struct test） = ?
那毫无疑问，答案是8；
很典型的字节对齐问题，再比如将上诉结构体的两个成员变量上下两个数据类型互换之后，结果是多少？就是char在前，int在后。这都是一个类型的问题。这里不展开讲字节对齐问题，有很多大牛讲的已经很详细了。那这个问题的扩展问题是什么呢。如下：
struct test testA，和stauct test testB两个结构体，能否用memcmp比较这两个结构体是否相等，memcmp(testA， testB, sizeof(struct test));?
先不说结果，先写段代码测试一下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Test
{
int member_a;
char member_b;
}test;
int main(int argc, char **argv)
{
test *test1 = (test*)malloc(sizeof(test));
if (!test1)
{
printf("alloc fail\n");
return -1;
}
test1->member_a = 0x12345678;
test1->member_b = 0x01;
test *test2 = (test*)malloc(sizeof(test));
if (!test2)
{
printf("alloc fail\n");
return -1;
}
test2->member_a = 0x12345678;
test2->member_b = 0x01;
int ret = memcmp(test1, test2, sizeof(test));
printf("ret = %d\n", ret);
free(test1);
test1 = NULL;
free(test2);
test2 = NULL;
return 0;
}
老样子，编译，执行：
ret=0；就说明这两个结构体相等，这样看起来没有什么问题。
那么我们回头来看，这个结构体是不是有效的字节数只有sizeof（int）+sizeof（char）=5，但是sizeof（struct test） = 8， 那么这相差的3个字节去哪了，我们知道malloc是不会对申请的内存进行初始化的，那么如果这三个字节之前的地址有别的内容的话，这里是不是就会出现问题？我们换一种思路，既然这个结构体有效部分只有5个字节，那么其他的三个字节是不是就可以任意处理了？操作一把，在申请到内存之后，把结构体初始化一下，稍作修改：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
typedef struct Test
{
int member_a;
char member_b;
}test;
int main(int argc, char **argv)
{
test *test1 = (test*)malloc(sizeof(test));
if (!test1)
{
printf("alloc fail\n");
return -1;
}
memset(test1, 0, sizeof(test)); //初始化全0
test1->member_a = 0x12345678;
test1->member_b = 0x01;
test *test2 = (test*)malloc(sizeof(test));
if (!test2)
{
printf("alloc fail\n");
return -1;
}
memset(test2, 1, sizeof(test)); //初始化全1
test2->member_a = 0x12345678;
test2->member_b = 0x01;
int ret = memcmp(test1, test2, sizeof(test));
printf("ret = %d\n", ret);
free(test1);
test1 = NULL;
free(test2);
test2 = NULL;
return 0;
}
编译、执行：
是不是就出问题了，但是这个结构体不影响使用，原有的成员变量还是可以正常操作的。只不过这里的memcmp就出问题了。
所以这个问题的答案就是，不能针对这个结构体进行memcmp比较是否相等，有风险。
那么问题又来了，如果我非要使用memcmp来比较呢，要怎么处理？
内心os：我看你是诚心想刁难我胖虎。
好吧，看下memcmp函数原型吧：
Man pages的关于memcmp的描述，针对开始的n个字节的内存进行比较，记中重点，要考的。上面我们是怎么传参数的， memcmp(test1, test2, sizeof(test)); 这里的第三个参数肯定是8啊，多了3个无关的字节啊。想个办法？当然不建议直接去搞他啊，那要换个结构体还得重新算一遍，万一算错了呢，万一不知道多少位的机器呢。还是保留这个sizeof吧。能不能对结构体操作一波？当然能。
不信你去百度搜一下结构体强制对齐，会出现一大把内容：
我选择其中一种方式，#pragma pack(1) //让编译器对这个结构体1字节对齐， #pragma pack() //取消强制对其。修改代码，如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#pragma pack(1)
typedef struct Test
{
int member_a;
char member_b;
}test;
#pragma pack()
int main(int argc, char **argv)
{
test *test1 = (test*)malloc(sizeof(test));
if (!test1)
{
printf("alloc fail\n");
return -1;
}
memset(test1, 0, sizeof(test)); //初始化全0
test1->member_a = 0x12345678;
test1->member_b = 0x01;
test *test2 = (test*)malloc(sizeof(test));
if (!test2)
{
printf("alloc fail\n");
return -1;
}
memset(test2, 1, sizeof(test)); //初始化全1
test2->member_a = 0x12345678;
test2->member_b = 0x01;
printf("sizeof(test) = %d\n", sizeof(test));
int ret = memcmp(test1, test2, sizeof(test));
printf("ret = %d\n", ret);
free(test1);
test1 = NULL;
free(test2);
test2 = NULL;
return 0;
}
编译运行：
完成，强制对齐的方式还有__attribute__，这里不展开讲了，小伙伴们可以自己去学习一下，溜了溜了。如果面试官再问你这个题目，知道怎么回答了吧。
attribute比较强大，只是再别人的代码中看见过，自己至今也是没用过，等抽空学习一下再来说这个吧。
