Question

这是我今天参加考试的一个问题：

在C中，假设指针是严格类型的（即，指向int的指针不能用于指向char）。这是否会降低其表现力？如果不是，为什么以及如何补偿这种限制？如果有，怎么样？还有什么更多的结构可以用来“均衡”C的表达能力的丧失？

其他一些细节：

我也在下面提到了我的答案。

Answer 1

这是否意味着不再有void*？如果是，那么是：C的表达力将是有限的，因为malloc将无法实现。您需要在C ++ new的精神中添加一个新的，类型化的免费商店分配机制。

~~（或者，否：C仍然是Turing-complete。但我不认为这就是这里的含义。）~~

实际上，C甚至没有图灵完备;见下面的评论。

Answer 2

它实际上可能会提高C的表现力。 C是指定任何给定实现的少数语言之一不完整。标准中的类型表示将所有类型指定为char的重叠数组，表示所有类型和程序可用的总数据（所有可能指针的空间，所有可能的文件名，以及所有可能的文件偏移量等是有限约束的，因此C的计算模型是有限状态机。

如果删除了指针被表示为char [sizeof (pointer type)]的要求，那么正式指定的语言原则上可以处理无限量的数据，并且它将是图灵完备的。

Answer 3

这是一个非常主观的问题。认为事实上我不知道“表达能力”是什么;）

仍然无法在指针类型之间进行转换是我头脑中的一大限制。似乎在使用Java映射时，char数组（例如来自网络套接字之类的东西）到类是非常烦人的。只需将其转换并重新解释内存的能力非常有用，并且可以在处理随机内存块时进行大量优化。

你如何解决这些限制？也许实现一个“强制转换”功能，或者只是一个可以重新解释内存的模板化memcpy函数，对于优化，对于像我这样的人来说，生产力是一个巨大的好处。它甚至可能是允许某种类“id”包含在字节流中的计划，以便您知道它可以被重新解释为特定的类。

拥有这种能力的缺点是它允许您以完全错误的方式解释数据。这可能会导致非常讨厌的错误。

Answer 4

这个问题类似于询问指针强制转换的有用/有效用途。以下是一些：

如果没有指针强制转换，您必须拥有多个版本的memcpy，memmove，malloc，因为这些版本都需要实现和使用指针转换。在malloc的情况下，为用户定义的struct分配内存变得不可能。

在稍微不同的类别中，您无法实现多态qsort（标准库提供的那个对void*数组进行排序，并且可以有效地用于对各种指针的数组进行排序）

关于什么样的功能可以重新获得表达能力，一个识别多态的类型系统，这样你就不必用不安全的指针转换编码它将是一个很好的步骤。 Languages of the ML family已经有了这种类型系统很长一段时间，如果你熟悉Java's generics，他们就会遵循同样的思路。

Answer 5

我认为它不会降低它的表现力 - 你仍然可以写一个图灵机翻译，这意味着图灵完成了。例如，请参阅此code golf thread。

如果你的意思是在用户方便性方面具有表现力，那么它肯定会限制C很多，因为内存分配机制（malloc＆amp; co。）必须改变。

Answer 6

在C中，假设指针是严格键入（即指向 int不能用于指向a 炭）。

在C语言中提倡严格的指针输入完全失去了情节，这只是汇编语言的便携式简写。你认为能够射击自己，一个优秀的开发人员将足够聪明，不会。

Answer 7

我想到了一种解决不能在各种类型之间进行类型转换的限制的方法。你可以使用一个联盟：

union alltypepointers  
{  
    char* c,  
    short* s,
    int* i,  
    float* f,
    double* d,
    ...
};

所有指针的大小都相同，因此如果您更改了一个指针，则可以将其读取为任何其他类型。你也可以对这些指针进行算术运算：

int variable = 0x2345;
alltypepointers p;
p.i = &variable;
char *temp = p.c;
p.c++;
int newint=*p.i;

所以，你仍然可以做你之前可以做的所有事情=＆gt;表现力没有下降。

Answer 8

(someType *)((void *)somePtr)

该构造允许您将任何指针转换为（someType *）。