指针的奇特用法
专栏内容：
开源贡献：
概述
C语言的指针想必大家既喜欢又恨的牙痒痒吧，喜爱的是它的灵活，便捷，无孔不入；恨它的是，不易控制，杀敌八百自损一千，还不如少用；
但它又是逃不过去的，那么我们只有摸清它的套路，才能应对自如，下面我们就来一起看看它的一些奇特用法，熟习之后，你也可以用的得心应用。
不同类型的转换
指针数据常常被用来在各种类型间互相转换，最常见的就是 malloc，将char * 强转成需要的类型。 除此之外，它还有一些常用的套路。
通过头部信息
IPC或者RPC通信中，消息类型五花八门，消息体也是各有千秋，那么如何用统一的接收发送模块来处理呢？
定义下面是结构体
/* 公共消息类型定义 */
typedef struct MessageHeaderData
{
int messageType;
int mSize;
int token;
}MessageHeaderData, *PMessageHeader;
/* 业务消息定义，各自业务模块分别定义 */
typedef struct MessageData
{
MessageHeaderData mheader;
int hostid;
char data[];
}HostInfoData, *PHostInfo;
/* 还有很多其它消息类型的定义 */
对于这样的定义，就可以使用统一的模块来处理，在处理模块中，使用 PMessageHeader 类型来处理；此处并不关心消息体的内容，只处理header中的信息即可，根据类型进行投递；
当真正的消息处理模块收到时，它是知道自己要处理的类型的, 再转换成PHostInfo类型；
这样我们就可以使用统一的收发，消息队列，网络粘包处理程序，这些程序中也不需要关心业务的信息。
还有在链表使用时，也可以用类似的方法，我们不需要为每种数据结构都定义链表类型，而是使用统一的头部链表结构，这样就可以用一套链表处理方法来处理。
通过偏移获取结构
当程序代码越来越复杂，调用层次也会随之变得越来越深，参数传递所有信息就显得耦合度太高了，理应只传递当前模块划分层次的数据，
但是又能上下层次或在公共模块时，能通过其中之一找到其它的数据呢？
下面来看如何处理，首先定义如下结构
#define NAME_LEN 16
typedef struct Lock
{
int lockid;
int locktag;
}Lock, *PLock;
typedef struct RuntimeDescData
{
int id;
char name[NAME_LEN];
/* other members */
PLock lock;
/* other members */
}RuntimeDescData, *PRuntimeDesc;
当我们对某个RuntimeDescData资源加锁后，假如在加锁期间发生的错误，需要释放锁以及使用过的RuntimeDescData资源；
那么在加锁时，我们只需要加锁时，将struct Lock 记入一个列表中，在异常时，通过lock成员找到RuntimeDescData资源，然后进行释放；
下面我们来看具体的操作代码
/* 关键就是这个宏 */
#define GetRuntimeDescData(lock) ((PRuntimeDesc)(((char *)lock) - (unsigned int)(((PRuntimeDesc)(0))->lock)))
/* 释放处理代码 */
PLock lock[]; /* 记录了待释放资源 */
PRuntimeDesc runtimeDesc = NULL;
runtimeDesc = GetRuntimeDescData(lock[i])
ReleaseResource(runtimeDesc);
其中的关键代码就是 GetRuntimeDescData 宏定义， 因为RuntimeDescData中，各个成员都是连续存储的，其实就是将lock指针转正字符指针，然后向后移动 id + name 两个字段的偏移size;
那么这里有一个巧妙的用法，如可找到RuntimeDescData结构体中 lock成员偏移大小呢， 假设RuntimeDescData结构体的起始地址就是 0, 那么lock成员的地址 也就是它较地址0的偏移了。
当然也可以用其它方法获取偏移，如
/* 方法一 根据成员地址 - 结构体首地址 */
#define GetRuntimeDescData(runtimeDesc) ((unsigned long)(&(runtimeDesc->lock)) - (unsigned long)(&(type->id)));
/* 方法二 使用C标准库提供的宏 */
int offset = offsetof(struct RuntimeDescData, lock);
不同数据转换
有一些结构体，它在不同场合下存储不同的数据，虽然我们可以将它们定义成不同的数据体构，但是会产生一些错觉，误会，以为是不同的存储位置。
比如说，洗衣机在大多数场合下，就是放衣服来洗；但在一些场合下，还可以放土豆来洗；它们都是洗衣机没有变，如果用不同的机器，那就没什么稀奇了。
比如我们网络编程常常用到的 struct sockaddr_in, struct sockaddr结构体，
- struct sockaddr_in 是socket编程中要用到的参数类型，它的定义如下
struct sockaddr
{
unsigned short sa_family; /* 地址族, AF_xxx */
char sa_data[14]; /* 14字节的协议地址*/
};
- struct sockaddr_in 是在internet 中的网络地址
struct sockaddr_in
{
short int sin_family; /* 地址族 */
unsigned short int sin_port; /* 端口号 */
struct in_addr sin_addr; /* Internet地址 */
unsigned char sin_zero[8]; /* 与struct sockaddr一样的长度 */
};
这两个通常是可以互相转换的， 一般定义时使用 sockaddr_in结构，而传入socket接口时，将它转换为sockaddr 指针类型。
存储额外数据
指针地址是字节对齐的，也就是说某个结构体大小是4字节的倍数，那么它的指针地址低两位是0，有些同学就在想，这些字节太浪费了，那如何利用呢？
下面我们先来看一下这一现象，定义几个结构体
#include <stdio.h>
typedef struct message
{
int mtype;
}message;
typedef struct globalId
{
unsigned long id;
}gid;
typedef struct timeSerial
{
unsigned long th;
unsigned long tl;
}timeSerial;
int main()
{
message ms;
message *p = &ms;
gid id;
gid *g = &id;
timeSerial ts;
timeSerial *pt = &ts;
printf("message size %d,address %p \n", sizeof(message),p);
printf("gid size %d,address %p \n", sizeof(gid),g);
printf("timeSerial size %d,address %p \n", sizeof(timeSerial),pt);
return 0;
}
[senllang@hatch bin]$ gcc test.c
[senllang@hatch bin]$ ./a.out
message size 4,address 0x7ffcbb20c4c4
gid size 8,address 0x7ffcbb20c4b8
timeSerial size 16,address 0x7ffcbb20c4a0
可以看到结构体大小是4字节时，指针低两位是0，结构体大小是8时，低三位为0，而当结构体大小为16时，低四位为0； 这一特性在x86架构上是成立的；
那么我们就可以通过位运算存入几个bit的数据，在使用指针时，需要将低位置0即可。
#define HIGH_FLAG (1)
#define LOW_FLAG (2)
#define FLAG_MASK (3)
/* 存入数据 */
p = (message *)((unsigned long)p | HIGH_FLAG);
printf("message size %d,address %p \n", sizeof(message),p);
/* 使用指针时，屏蔽数据 */
p = (message *)((unsigned long)p &( ~FLAG_MASK));
printf("message size1 %d,address %p \n", sizeof(message),p);
结尾
非常感谢大家的支持，在浏览的同时别忘了留下您宝贵的评论，如果觉得值得鼓励，请点赞，收藏，我会更加努力！
作者邮箱：[email protected]
如有错误或者疏漏欢迎指出，互相学习。
注：未经同意，不得转载！