C 指针语法

Question

这两行代码有什么区别？

int *ptr = &x;

我

void* q = &x;
int* p = q;

对 C 和指针的概念非常陌生 - 主要是在 Java 中教授的 - 所以有点困惑。

提前致谢。

Answer 1

void * 用于表示 C 中的通用指针。
这意味着它可以指向任何类型。

因此，在第一种情况 int *ptr = &x; 中，您使用指向 int 的指针，因此任何使用它的人都知道它正在操作一个整数。

在第二种情况下 void* q = &x; 您通过一个 Gereric 指针指向一个整数地址。
问题是不清楚这个指针指向什么类型。

因此，第一个和第二个示例具有相同的效果（在您的具体示例中），但是像这样使用 void * 并不安全。

Answer 2

void* q = &x;

了解事物在内存中的表示方式可能是值得的，这样您就可以理解 void* 的含义。指针是内存中的一个位置，其中包含内存中的另一个位置。对于实际示例，请考虑以下代码：

int x = 4;
int* y = &x;
void* z = &x;

在我的 64 位系统上，我可以使用 gdb 来检查内存。结果如下表所示：

Address         | Memory Value                               | C expression
================================================================================
0x7fffffffdf8c  | 0x04 0x00 0x00 0x00                        | int x = 4;
0x7fffffffdf98  | 0x8c 0xdf 0xff 0xff 0xff 0x7f 0x00 0x00    | int* y = &x;
0x7fffffffdf90  | 0x8c 0xdf 0xff 0xff 0xff 0x7f 0x00 0x00    | void* z = &x;

我们在这里看到了什么？好吧，0x7fffffffdf8c 到 0x7fffffffdf90 由值 0x04 和全零占据 - 我的平台上的整数是 4 字节宽，顺序是小端字节序，因此字节与人类期望读取的字节相反。然后，我们看到接下来的 8 个字节被 x 的地址占用，第二个指针也是如此。

因此，使用指针的过程是读取某个地址处的地址并使用它。听起来您可能对这个概念相当满意，所以，继续：

指针的类型不会影响指针的大小。这是关键。查看上面的两个指针值，它们实际上都是相同的大小。这里的大小值涉及目标内存 - 它指示编译器加载并操作一定数量（字节数 - 类型的大小/宽度）的内存。

void*，正如其他人所说，是“无类型的”。相反，它只是一个指针，编译器/C 语言将无法支持您取消引用它，因为没有类型信息 - 无法安全地知道目标有多少内存您想阅读的地址。

然而，这个事实有时是有用的。使用类型的想法是为了在代码中提供一致性 - 如果函数需要 64 位整数，则使用类型会强制执行此要求，这样就不会引入错误。然而，有时您并不介意获得什么类型。在这些情况下，您的要求是“一些内存。任何内存！” - 我能想到的最好的例子是 memcpy - 它的工作原理可能有点像这样：

void *memcpy(void * s1, const void* s2, size_t n)
{
    char *r1 = s1;
    const char *r2 = s2;
    while (n) {
        *r1++ = *r2++;
        -n;
    }
    return s1;
}

改编自 uclibc。在这里，变量类型根本不重要 - 在内部，函数决定以 sizeof(char) 类型操作内存（char 通常但不总是字节宽）但它同样可以对 uint64_t 或其他值进行操作。类型在这里所做的只是控制从起始地址开始有多少字节被视为类型的一部分。

为了给您另一个表格，这里是一些类型大小的比较：

Address of ptr  | Type in code    | Memory it "sees" when dereferenced
===========================================================================
0x7fffffffdf90  | unsigned 64-bit | 0x8c 0xdf 0xff 0xff 0xff 0x7f 0x00 0x00
0x7fffffffdf90  | unsigned 32-bit | 0x8c 0xdf 0xff 0xff 
0x7fffffffdf90  | unsigned 16-bit | 0x8c 0xdf 
0x7fffffffdf90  | unsigned  8-bit | 0x8c 
0x7fffffffdf90  | void*           | Doesn't know how wide it is.

您可能想知道为什么 libc 函数中没有强制转换 - 好吧，没有必要。所有指针的大小相同，因此无需执行任何其他操作。

Answer 3

ptr 和 p 的效果在这两种情况下是相同的，因为 void * 指针保证在强制转换之间可转换。

void *q = &x 只是将x的地址存储在q中，而不关心x指向什么到。 int *p = q 然后将此地址分配给一个实体，该实体的语义描述为它指向 int。

请注意，在这种情况下，操作是安全的，因为 x 的类型为 int，而 p 的类型为 int * 。如果您将 q 分配给类型为 double * 的指针，情况就不会如此。

Answer 4

两个语句是相同的，但是第一个语句是首选，因为在第二个语句中您将摆脱危险的类型。

类型的主要目的是防止您分配不兼容的变量，例如苹果和汽车。

因此，

void* q = &x;

摆脱了 x 的类型

int* p = q;

，并将未知类型转换为整数上的指针。您最好将 q 转换为 (int *) 以表示您意识到危险。