为什么我们需要不同的指针数据类型？答案

【问题标题】：Why do we need different datatype for pointer?为什么我们需要不同的指针数据类型？
【发布时间】：2013-10-18 00:05:50
【问题描述】：

【问题讨论】：

【解决方案1】：

并非所有的指针都（必须是）相同的大小。如果您有一个需要对齐到 10 MB 的大型结构，编译器可能会决定它只需要 8 位（而不是通常的 32 或 64 位）来存储您的变量可能位于的所有可能地址。

您也不需要需要不同的数据类型，您可以使用void* 就可以了，但您为什么要这样做？在 C++ 中，这是一种代码味道。

还有类型安全。你知道int* 指向int，这是你的优势。

【讨论】：

【解决方案2】：

两个原因：

在某些体系结构中，指针可能具有不同的格式，具体取决于它们指向的数据大小。例如，指向char 的指针必须能够寻址单个字节，而指向int 的指针只需要能够寻址4 个字节的组。因此后者可以使用包含字节地址除以 4 的格式。
它允许编译器生成正确的程序。如果您尝试取消引用char 指针并将其分配给int，它需要知道它应该只从源读取一个字节，并将其扩大到int 的大小。如果没有指针类型声明，它将读取更多的字节。

【讨论】：

【解决方案3】：

对于初学者，我不知道指针所在的机器存储为十六进制；我熟悉的每一台机器都用过内部的二进制表示。（最后 30 或 40 年，至少。 IIRC，IBM 1401 到处使用十进制。）

正如其他人指出的那样，并非所有指针确实都具有相同的大小和代表性。我在char* 的机器上工作过比其他数据指针类型大，当然，有用于函数指针和数据指针的不同大小很常见。

然而，真正的答案是基于 C 中的类型系统和 C++。如果p 是一个指针，那么*p 的类型是什么？如果我写类似*p + *q，编译器必须知道是否使用例如整数运算或浮点运算。

至于你的第二个问题：通常，是的，虽然你会可能在某处需要reinterpret_cast。然而，你唯一可以合法地用你的int* 做的事情就是投它回到float*；取消引用它是未定义的行为。

char* 和 unsigned char* 有一些例外。和在实践中，如果你知道自己在做什么，你就可以逃脱像这样的东西：

float f;
int* a = reinterpret_cast<int*>( &f );
std::cout << *a << std::endl;

我实际上为某些低级别做类似的事情调试或编程；诸如提取指数之类的事情来自float 的字段。然而，这样的代码极为罕见，而且正式涉及未定义的行为，因此您必须验证什么编译器实际上会这样做，并且可能会关闭某些优化。

【讨论】：

【解决方案4】：

因为它提供了有关如何解释指针指向的数据的信息。

EX:int *a;我们可以用这个 a 来存储浮点地址吗？

通过 C 类型的不安全特性：是的，但不是直接的，尤其是在最近的编译器和标准中（它们往往更安全）

【讨论】：

【解决方案5】：

为什么我们需要不同的数据类型来存储地址

这实际上是正确的问题，答案隐藏在其中 - 为什么我们需要不同的数据类型来存储地址。我们（程序员）需要它。机器不在乎 - 一个数字就像另一个一样。

如果您将“变量”视为某些数据的“占位符”，那么编程语言在使用数据本身和使用变量之间存在二分法。有时您只需要数据（例如，您需要打印出来），有时您需要存储此数据的地址（例如，您可以修改它）。大多数语言都有混淆这两种情况的语法糖，并且在不同的上下文中以不同的方式对待变量标识符。

这样的一个例子是这样的：考虑一下语句

a = 1;

在这种情况下，编译器查找由“a”标识的变量的地址，并将“1”写入该地址。标识符“a”也可能是一个指针。现在看一个不同的东西：

if (a == 1) ... ;

您不是将由“a”标识的变量的地址与某物进行比较，而是将该地址中存储的内容与“1”进行比较。

为了程序员的方便，再次出现了各种“指针类型”：基本上是为了减少错误访问数据的错误。看这个例子：

double d;
double* dp;
int i;
int* ip;

默认情况下，C 对此很放松，你通常可以这样做：

dp = ip;

或

dp = &i;

...但是！ sizeof(i)==4 和 sizeof(d)==8，因此如果取消引用 dp 指针，您将尝试从仅包含 4 的变量 (i) 中读取 8 个字节。这意味着您将读取 4 个不可预测的i 的前四个字节之后的（随机）字节，这绝对是你不想做的事情。

再次重申，所有这些都是为了我们的方便。机器不在乎。对于 CPU，这两个指针的外观和行为完全相同。

【讨论】：