Question

考虑

T1 *p1;
T2 *p2;

我们可以将p1分配给p2还是相反？如果是这样，可以在不进行强制转换的情况下完成此操作，还是必须使用强制转换？

Answer 1

当类型T1和T2不同时，T1 *p1和T2 *p2之间的分配被正式禁止，除非T1和{{1 }}是T2，另一个是对象（不是函数）类型。

在许多情况下，不兼容的分配实际上会起作用，尤其是在地址空间为“扁平”且所有指针类型共享相同内部表示的机器（例如当今所有流行的机器）上。

但是，在分配“混合模式”指针之后，由于（1）对齐问题和（2）strict aliasing，所以取消引用指针时很可能会出现问题。

由于“混合模式”指针分配在形式上是非法的，并且通常是一个坏主意，因此大多数编译器都会对其进行警告。大多数编译器允许使用显式强制转换来禁止警告。在大多数情况下，强制转换仅用于抑制警告。它不会引入任何无法执行的实际转换。（也就是说，将void更改为p1 = p2就像将p1 = (T1 *)p2更改为i = f，其中i = (int)f是一个整数，i是一个整数浮动。）

附录：我写道：“当类型f和T1不同时”，但是更精确的说法是它们不兼容。例如，类型T2和char是兼容的，因此可以在这些类型的指针之间进行分配。有关更多详细信息，请参见Eric Postpischil的较长答案。

Answer 2

首先，让我们考虑不进行强制转换的分配。 C 2018 6.5.16.1 1列出了简单分配的约束，表示其中之一必须成立。前两个用于算术，结构和联合类型。最后两个处理涉及空指针常量或_Bool。中间的两个用于分配指向指针的指针：

左操作数具有原子，合格或不合格的指针类型，并且…两个操作数都是指向兼容类型的合格或不合格版本的指针，并且左侧指向的类型具有所指向类型的所有限定符到右边
左操作数具有原子，限定或非限定的指针类型，并且…一个操作数是指向对象类型的指针，另一个是指向void的限定版本或非限定版本的指针，并且类型指向到左侧的所有限定词都由右侧指向

后者表示只要没有限定符（void *，const，volatile或{{ 1}}）。

前者说，只要不删除限定符，就可以将指针分配给兼容类型。什么是兼容类型？

6.2.7 1说：

如果两种类型相同，则它们是兼容的。
其他规则在6.7.2、6.7.3和6.7.6中。
如果本质上声明相同，则在单独的转换单元中声明的两个结构，联合或枚举类型是兼容的。（有趣的是，在相同翻译单元中声明的两种此类类型不兼容。）

6.7.2 4说每个枚举类型（restrict类型）都与实现定义的选择__Atomic或有符号或无符号整数类型兼容。因此，可以将指向某个enum的指针分配给指向某个char或整数类型的指针（反之亦然），但是如果您不了解特定的C实现，就无法知道哪个指针。

6.7.3 11说，限定类型必须具有相同的限定符才能兼容。因此，enum与char不兼容，这会阻止将int分配给const int。

6.7.6.1 2说要使两个指针类型兼容，它们必须是指向兼容类型的相同限定的指针。例如，这告诉我们int *与const int *不兼容，因此，由于上述分配约束，int *可能未分配给char *。

6.7.6.2 6表示，要使两个数组类型兼容，它们必须具有兼容的元素类型，并且如果它们都具有整数常量大小，则它们必须相同。（这允许大小未知的数组与大小已知的数组兼容。但是，其他文字说，如果数组最终具有不同的大小，则在要求它们兼容的上下文中使用它们具有未定义的行为。因此，指向此类数组的指针分配可能会满足其约束条件，并且编译时不会出错，但是结果程序可能会出现异常。）

6.7.6.3 15为函数类型的兼容性提出了一些复杂的规则。这些规则很复杂，因为可以使用或不使用参数列表，使用椭圆等来声明函数。我将省略对它们的完整讨论。

这些规则告诉您在不进行强制转换的情况下可以进行哪些指针分配。

6.5.4讨论演员表。它的约束条件并不限制可以将哪些指针类型转换为其他指针类型。（它们确实禁止涉及指针的其他事情，例如将指针类型转换为浮点类型。）因此，您可以在转换中指定所需的任何指针转换，并且只要结果类型与该类型兼容即可，分配，不违反分配或强制转换约束。但是，仍然存在关于转换是否正确的问题。

6.3.2.3指定指针转换的规则。那些处理从指针到指针（不包括整数和空指针常量）的转换的人说：

任何指向对象类型（而不是函数类型）的指针都可以转换为指向void的指针，反之亦然。将对象指针转换为void指针然后返回的结果与原始指针相等。
一个指针可能会被转换为具有更多限定符的相同类型，并且结果将与原始结果进行比较。
如果结果指针针对其类型正确对齐（否则，行为未定义），则可以将指向对象类型的指针转换为指向不同对象类型的指针。转换回时，结果比较等于原始指针。（请注意，虽然允许您进行此转换，但此规则并不表示可能会使用作为结果的指针来访问新类型的对象。C中还有与此相关的其他规则。）
指向一个函数类型的指针可以转换为指向另一个函数类型的指针。转换回时，结果比较等于原始指针。（与对象一样，也可以进行此转换，但是使用结果指针来调用不兼容的函数具有未定义的行为。）

因此，在使用强制转换时，只要满足对齐要求，就可以将任何对象指针类型转换为任何对象指针类型并进行分配，并且可以将任何函数指针类型转换为任何函数指针类型并进行分配

可以给彼此分配不同类型的指针吗？

2 个答案: