（int *）0是否为空指针？

Question

这可以被认为是this question的扩展（我只对C感兴趣，但是添加C ++来完成扩展）

6.3.2.3.3的C11标准说：

  

值为0的整型常量表达式，或者类型为void *的表达式，称为空指针常量。

我个人对此的看法是0和(void *)0表示空指针，其整数值实际上可能不是0，但不包括0强制转换为任何其他类型。< / p>

但是，标准然后继续：

  

如果将空指针常量转换为指针类型，则生成的指针称为空指针，...

将(int *)0作为空指针，因为强制转换是显式转换（C11,6.3），它在转换方法下列出。

然而，令我惊讶的是以下短语

  

...或此类表达式转换为void * ...

有了上述语义，这句话​​似乎完全没用。问题是，这句话完全没用吗？如果没有，它有什么影响？因此，是否(int *)0空指针？

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可以帮助讨论的另一个问题如下。 (long long)123被视为“123转换为long long”或“123类型为long long”。换句话说，(long long)123中是否有任何转化？如果没有，那么上面的第二个引号不会覆盖(int *)0作为空指针。

Answer 1

简短回答：

在C和C ++中，(int *)0是一个常量表达式，其值为空指针。但是，它不是空指针常量。我知道，constant-expression-which-value-is-null-pointer和null-pointer-constant之间唯一可观察到的区别是null-pointer-constant可以赋值给任何一个lvalue。指针类型，但是constant-expression-which-value-is-a-null-pointer具有特定的指针类型，并且只能分配给具有兼容类型的左值。在C中，而不是C ++，(void *)0也是一个空指针常量;这是void *的特殊情况，与一般的C-but-not-C ++规则一致，void *与任何其他指针到对象类型的赋值兼容。

例如：

long *a = 0;           // ok, 0 is a null pointer constant
long *b = (long *)0;   // ok, (long *)0 is a null pointer with appropriate type
long *c = (void *)0;   // ok in C, invalid conversion in C++
long *d = (int *)0;    // invalid conversion in both C and C++

在这种情况下，空指针常量(void *)0与类型为void *的constant-expression-which-is-a-null指针之间的差异是可见的，即使在C：

typedef void (*fp)(void);  // any pointer-to-function type will show this effect

fp a = 0;                  // ok, null pointer constant
fp b = (void *)0;          // ok in C, invalid conversion in C++
fp c = (void *)(void *)0;  // invalid conversion in both C and C++

此外，它现在没什么问题，但是自从你提出来之后：无论 long *的空指针的位代表是什么，所有的这些断言的行为如评论所示：

// 'x' is initialized to a null pointer
long *x = 0;

// 'y' is initialized to all-bits-zero, which may or may not be the
// representation of a null pointer; moreover, it might be a "trap
// representation", UB even to access
long *y;
memset(&y, 0, sizeof y);

assert (x == 0);         // must succeed
assert (x == (long *)0); // must succeed
assert (x == (void *)0); // must succeed in C, unspecified behavior in C++
assert (x == (int *)0);  // invalid comparison in both C and C++

assert (memcmp(&x, &y, sizeof y) == 0); // unspecified

assert (y == 0);         // UNDEFINED BEHAVIOR: y may be a trap representation
assert (y == x);         // UNDEFINED BEHAVIOR: y may be a trap representation

＆＃34;未指定＆＃34;比较不会引起不确定的行为，但标准并没有说明它们是评估是真还是假，并且实现不需要记录它们中的哪一个，或者甚至选择一个并坚持它。如果您多次调用它，则上述memcmp在返回0和1之间交替完全有效。

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标准引语的长答案：

要了解空指针常量是什么，首先必须了解整数常量表达式是什么，并且它非常多毛 - 一个完整的理解要求您详细阅读C99的6.5和6.6节。这是我的总结：

• 常量表达式是任何C表达式，编译器可以在不知道任何对象（const或其他值）的情况下将其计算为常量;但是，{{1} }值是公平的游戏），没有副作用。 （这是大约25页标准的大幅简化，可能不准确。）

• 整数常量表达式是常量表达式的受限子集，可方便地在单个段落中定义，C99 6.6p6及其脚注：

    

  整数常量表达式 ⁹⁶ 应具有整数类型，并且只能具有整数常量的操作数，枚举常量，字符常量，结果为整数常量的enum表达式，以及浮点常量这是演员的直接操作数。整数常量表达式中的转换运算符只能将算术类型转换为整数类型，除非作为sizeof的操作数的一部分   操作

       

  ⁹⁶ 整数常量表达式用于指定结构的位字段成员的大小，枚举常量的值，数组的大小或大小写的值不变。适用于[sizeof]中使用的整型常量表达式的其他约束将在6.10.1中讨论。

  为了讨论的目的，重要的是

    

  Cast运算符...只能将算术类型转换为整数类型

  这意味着#if 不是 整数常量表达式，尽管它是一个常量表达式。

C ++ 98定义似乎或多或少等价，模C ++特性和与C的偏差。例如，C ++中字符和布尔类型与整数类型的强分离意味着C ++标准说的是＆＃ 34; 积分常量表达式＆＃34;而不是＆＃34; 整数常量表达式＆＃34;，然后有时不仅需要一个整数常量表达式，而且需要整数类型的整数常量表达式，不包括{{ 1}}，(int *)0和char（也许还有wchar_t和bool？我从文中不清楚这一点。）

现在，空指针常量的C99定义就是这个问题的全部内容，所以我将重复它：6.3.2.3p3说

  

一个整数常量表达式，其值为0，或者这样的表达式强制转换为类型   signed char被称为空指针常量。如果将空指针常量转换为a   指针类型，结果指针，称为空指针，保证比较不等于指向任何对象或函数的指针。

Standardese非常非常直接。这两句话的意思完全相同：

  

值为0的整型常量表达式称为空指针常量   值为0的整数常量表达式（强制转换为unsigned char类型）也 空指针常量。
  当任何空指针常量转换为指针类型时，结果指针称为空指针，并保证比较不等...

（斜体 - 术语的定义。粗体 - 我的重点。）那么这意味着，在C中，void *和void *是两种完全相同的写法，即空指针类型(long *)0。

C ++与众不同。等效文本是C ++ 98 4.10 [conv.ptr]：

  

空指针常量是整数类型的整数常量表达式（5.19）rvalue，其计算结果为零。

这就是全部。 ＆＃34;整数类型的整数常量表达式r值＆＃34;与C99＆＃34;＆＃34;整数常量表达式＆＃34;非常相似，但有一些东西在C中有资格而不是C ++：例如，在C中字符文字(long *)(void *)0是一个整型常量表达式，因此是一个空指针常量，但在C ++中，不是整数类型的整数常量表达式，因此它也不是空指针常量。

更重要的是，C ++没有＆＃34;或者这样的表达式转换为long *＆＃34;条款。这意味着'\x00' 不是 C ++中的空指针常量。它仍然是空指针，但它不与任何其他指针类型分配兼容。这与C ++的通常选择型系统一致。

C ++ 11（但不是，AFAIK，C11）修改了＆＃34;空指针＆＃34;的概念，为它们添加了一种特殊类型（void *）和一个评估为a的新关键字空指针常量（((void *)0)）。我不完全理解这些更改，我不会尝试解释它们，但我很确定裸nullptr_t仍然是C ++ 11中的有效空指针常量。

Answer 2

评估表达式(int*)0会产生类型为int*的空指针。

(int*)0不是空指针常量。

空指针常量是一种特殊的表达式，可能出现在C源代码中。 空指针是可能在正在运行的程序中出现的值。

C和C ++（两种不同的语言）在这方面的规则略有不同。 C ++没有“或者这样的表达式强制转换为void*”字样。但我认为这不会影响你问题的答案。

至于您关于(long long)123的问题，我不确定它是如何相关的，但表达式123的类型为int，而强制转换指定了{{1}的转换转到int。

我认为核心混淆是假设long long中的强制转换没有指定转换，因为(int*)0已经是空指针常量。但是空指针常量不一定是指针类型的表达式。特别是，表达式0既是空指针常量，也是类型0的表达式;它不是任何指针类型。术语空指针常量需要被视为一个单一概念，而不是一个短语，其含义取决于构成它的单个单词。