将指针转换为 int 和字符之间有什么区别吗？在 C++ 中答案

【问题标题】：Is there any difference between casting pointer to int and to character? in C++将指针转换为 int 和字符之间有什么区别吗？在 C++ 中
【发布时间】：2019-08-06 08:50:08
【问题描述】：

#include <iostream>

char** make2D(const int dim1, const int dim2)
{
    char* toAlloc;
    const int size = (dim1 * dim2) + dim2;
    toAlloc = new char[size];

    for(int i = 0; i < dim2; i++)
    {
        toAlloc[i] = reinterpret_cast<char>(&toAlloc[(dim2 + (dim1 * i))]);
    }

    return reinterpret_cast<char**>(toAlloc);
}

int main(void)
{
    int dim1 = 8;
    int dim2 = 10;
    char** array2D = make2D(dim1, dim2);

    for (int i = 0; i < dim2; ++i)
    {
        array2D[i][i % dim1] = i + 100; // << Crash
    }

    return 0;
}

我试图通过一次分配来分配二维数组。因此，我的算法是，前 10 个（在此代码中为 dim2）项具有指向每行第一项的指针。

当我通过指向'int'的指针尝试这个时，

int** make2D(const int dim1, const int dim2)
{
    int* toAlloc;
    const int size = (dim1 * dim2) + dim2;
    toAlloc = new int[size];

    for(int i = 0; i < dim2; i++)
    {
        toAlloc[i] = reinterpret_cast<int>(&toAlloc[(dim2 + (dim1 * i))]);
    }

    return reinterpret_cast<int**>(toAlloc);
}

int main(void)
{
    int dim1 = 8;
    int dim2 = 10;

    int** array2D = make2D(dim1, dim2);

    for (int i = 0; i < dim2; ++i)
    {
        array2D[i][i % dim1] = i + 100;
    }

    return 0;
}

它工作正常，但是当我在 char 中执行此操作时，它会在上面代码的注释行中崩溃。

我想到崩溃是当我执行reinterpret_cast 时，由于指针（8 字节）和字符（1 字节）之间的内存大小差距而发生了一些事情。就像，听起来很荒谬......将指针（8byte）更改为int（4byte）很好，但是当我更大幅度地转换（8byte到1byte）时，它会导致一些问题......

我不知道为什么 char 不起作用但 int 起作用。您能给 char case 提供一些建议吗？

【问题讨论】：

那个代码错的地方太多了。 char 通常是 8 位，一个字节。在 32 位平台上，指针通常为 32 位。您如何能够将 32 位数据放入 8 位值中？而在 64 位系统上，指针通常是 64 位，是 char 大小的八倍。
更不用说toAlloc 不是一个指针数组，这样使用它是错误的（不管它是否起作用）。
reinterpret_cast 是一个危险信号。在您认为需要reinterpret_cast 的 99% 的情况下，您做错了什么
将std::vector 或std::array 用于动态/固定大小的数组，并围绕2 个或更多维度包装一些索引映射。其他任何事情都不必要地复杂

标签： c++ memory-management allocation reinterpret-cast

【解决方案1】：

要回答这个问题，是的，有一个很大的区别，在许多平台上，指针可能适合 int，而在极少数平台上，它适合 char。在 64 位的现代 PC 上，none 是存储指针的安全方法。

如果大小是静态的，请使用 vector 或 array 等容器。尝试类似：

array<array<T, dim2>, dim1> variable{};

如果你真的想要一个 T 类型的二维数组；因为您似乎需要一个指针数组，请尝试以下操作：

array<array<T *, dim2>, dim1> variable{};

这将注意为您的平台创建一个适当类型的数组来存储指针，无论指针实际有多大，显然您应该将 T 替换为您想要指向的数据的正确类型，这个将确保指针数学为您正确完成。数组类型将在编译时计算它们的大小，如果您需要动态大小，您应该使用向量，在分配后对向量和所有子向量调用 resize 以确保您在尽可能少的传递中分配所有内存。

也请不要使用 reinterpret_cast 或 c-style casts，除非你非常清楚自己在做什么，否则这是灾难的根源。

不知道你在读什么书或谁教你 C++，但请改变你的知识来源。

不鼓励使用原始的拥有指针，而且您使用它们的方式在很多方面都是错误的。切勿将指针存储在除指针类型之外的任何内容中。即使在纯 C 中，如果您需要转换，您至少应该转换为 void *。

如果您真的想直接存储/传递指针，请阅读unique_ptr 或shared_ptr。

如果你坚持对容器使用原始指针，请尝试使用地址清理器、内存清理器等清理器构建代码（这些至少被 clang 和 gcc 支持，现在可能更多的编译器支持）

【讨论】：

@user463035818 虽然我同意你的观点，但我认为不应该鼓励学习语言的人使用它们，因为他们会掉入陷阱，比如将它们强制转换为整数
@xception reinterpret_cast 可能是应该保留的内容，而不是指针。
是的，有一个巨大的危险，现在大多数 PC 都是 64 位的，而它们上的 int 是 32 位的，如果你关心移植到其他平台，那也是一个巨大的痛苦，更不用说如果您想对其进行数学运算，那将是一场灾难
按照建议添加了关于 reinterpret_cast 的警告，你是对的，还更新了文本以读取原始拥有指针，这也是正确的

【解决方案2】：

问题是对象大小的“不兼容”：

sizeof(char) 是 1
sizeof(int) 通常是 4 或 8（但至少是 2）。
sizeof(T*) 通常为4 或8，std::uintp_t 可以保持void* 的值，int 则不需要（char 则更少）。

您无法将void* 安全地存储到char 或int。碰巧它适用于 int，但它不是可移植的。

reinterpret_cast 通常是错误的工具。

更简单的方法是创建一个class Matrix，使用std::vector<T> 和访问器来修复索引。（您甚至可能有代理以允许 m[2][3] 语法）。

拥有原始指针，您需要新的展示位置，并提供正确的删除器...

【讨论】：