Question

昨天我上课了，在某个时候讲师正在谈论C代码。他说：

在C中制作指针的目的是什么？唯一的目的是让编译器正确解释指针操作（例如，添加int指针将导致不同的偏移量而不是添加一个字符指针）。除此之外，没有区别：所有指针在内存中的表示方式相同，无论指针指向int值，char值，short值还是其他。因此，转换指针不会修改内存中的任何内容，它只会帮助程序员执行与他正在处理的指针类型更相关的操作。

但是，我已经阅读，特别是在Stack Overflow中，这不是100％真实。我已经读过，在一些奇怪的机器中，不同类型的指针可以以不同的方式存储在内存中。在这种情况下，如果将代码编译为此类机器，则不将指针更改为正确的类型可能会导致问题。

基本上，这是我正在谈论的那种代码。请考虑以下代码：

int* int_pointer;
char* char_pointer;
int_pointer = malloc(sizeof(int));
*int_pointer = 4;

现在有两种选择：

1

char_pointer = (char *)int_pointer;

2

char_pointer = int_pointer;

案例2中的代码可能成为一个问题？制作演员表（案例1）最终会改变内存中的指针格式（如果是的话，你能给出一个机器的例子吗？）？

由于

Answer 1

不在C中转换指针会导致问题吗？

C中的指针类型之间没有隐式转换（例如算术类型之间） - 具有void *类型的异常。这意味着如果要将指针转换为另一种指针类型（void *除外），则C要求您进行转换。如果您不这样做，则需要实施以发出诊断消息，并且允许转换失败。

有些编译器足够好（或变态不够）不需要强制转换。它们的行为通常就像你明确地放置演员一样。

 char *p = NULL;
 int *q =  NULL;

 p = q;  // not valid in C

总之，出于可移植性原因，将指针转换为指针时应始终使用强制转换。

修改

外部可移植性，不进行强制转换的示例可能会导致您遇到实际问题，例如使用可变参数函数。我们假设char *的大小大于int *的大小。我们假设函数期望一个参数的类型为char *。如果您想传递int *的参数，则必须将其强制转换为char *。如果你没有强制转换它，当函数访问char *对象时，对象的某些位将具有不确定的值，并且bevahior将是未定义的。

一个稍微接近的例子是printf，如果用户无法强制转换void * p转换说明符的参数，C表示它会调用未定义的行为。

Answer 2

您的讲师所说的关于共享相同表示的所有指针类型通常适用于C语言的实际实现。

然而，从抽象C语言本身的角度来看，这是不正确的。语言保证

char *指针的表示方式与void *指针相同。
指向合格版本T（const，volatile，restrict）的指针的表示方式与指向不合格T的指针相同。
所有结构类型的指针都以相同的方式表示。
指向所有联合类型的指针代表相同。

就是这样。没有其他保证。这意味着就语言本身而言，int *指针与double *指针的表示形式不同。指向struct S的指针与指向union U的指针的表示方式不同。

但是，您提供的char_pointer和int_pointer的示例并不完全是说明性的。 char_pointer = int_pointer;赋值完全无效（如＆＃34;不编译＆＃34;）。语言不支持不兼容的指针类型之间的隐式转换。此类转换始终需要显式的强制转换操作符。

Answer 3

你的教授说的是对的。

...（例如，添加int指针将导致与添加char指针不同的偏移量）

这是正确的，因为假设int是4个字节而char是1个字节，向int指针添加2将导致将指针移动8个字节，而添加2到char指针只会将指针移动到下一个字节2个位置。

除此之外，没有区别：无论指针指向int值，char值，short值还是其他什
这是事实，机器不区分char和int指针，这些是编译器要处理的问题。正如你的教授提到的那样：

唯一的目的是使编译器正确解释指针操作

因此，投射指针不会修改内存中的任何内容，它会只是帮助程序员进行与操作更相关的操作他正在处理的指针式。

这是真的。转换不会修改内存，只会更改内存的一部分解释。

Answer 4

转换指针不会改变指针值，它只告诉编译器如何处理指针。指针本身只是一个数字，它没有类型。它是存储具有类型的指针的变量。

指定指针的两种方法之间没有区别（如果编译器允许你进行分配）。无论源指针变量的类型如何，都将根据赋值后的目标变量类型使用指针。

你根本无法将一个int指针存储在一个char指针变量中。一旦值存储在变量中，它就没有一个指向int的概念。

直接使用值时，强制转换指针很重要，例如：

int* int_pointer;
int_pointer = malloc(sizeof(int));
*int_pointer = 4;
char c;
c = *(char*)int_pointer;

转换指针意味着取消引用它会从该位置读取一个char，而不是int。

Answer 5

从void *转换到我的程序中需要的类型（例如int *，char *，struct x *）对我来说很有意义。但是，跨越其他类型（即int *到char *等）的转换可能会成为问题（由于对于整数，字符等的偏移是不同的）。所以，如果这样做，请小心。

但是......要专门回答你的问题，请考虑以下事项：

int_pointer = malloc(2 * sizeof(int)); // 2 * 4 bytes on my system.
*int_pointer = 44;
*(int_pointer + 1 )= 55;

printf("Value at int_pointer = %d\n", *int_pointer); // 44
printf("Value at int_pointer + 1 = %d\n", *(int_pointer + 1)); // 55

（上面的偏移量将以4个字节为增量。）

//char_pointer = int_pointer; // Gives a warning ...
char_pointer = (char*)int_pointer; // No warning.
printf("Value at char_pointer = %d\n", *char_pointer); // 0
printf("Value at char_pointer = %d\n", *(char_pointer+1)); // 0
printf("Value at char_pointer = %d\n", *(char_pointer+2)); // 0
printf("Value at char_pointer = %d\n", *(char_pointer+3)); // 44 <==

将4个字节分配给int值44.44的二进制表示为00101100 ...其余3个字节均为0。因此，当使用char *指针访问时，我们一次增加1个字节并获得上述值。

Answer 6

对指针进行强制转换对于说明编译器如何执行指针运算至关重要。

例如，如果x是指向内存2001的字符指针，x ++应该转到2002，但如果x是整数指针x ++应该是2003

因此，如果未对指针进行类型转换，则编译器无法正确执行指针arithematic。

不在C中转换指针会导致问题吗？

6 个答案:

唯一的目的是使编译器正确解释指针操作