C void 指针算术答案

【问题标题】：C void pointer arithmeticC void 指针算术
【发布时间】：2013-03-05 16:13:54
【问题描述】：

我认为在 gcc 中，void * 和 char * 在指针运算方面的处理方式相同，即 void * “指向”内存中的单个字节，所以下面的代码

void *p;
p = malloc(sizeof(void));
printf("%p %p\n",p,p+1);

确实返回0x984a008 0x984a009。类似地，void ** 指向一个指针，因此递增 1 实际上意味着递增 4 个字节（在 32 位操作系统上），即

void **p;
p = (void **) malloc(sizeof(void *));
printf("%p %p\n",p,p+1);

返回0x984a008 0x984a00c。但是，下面的代码让我很困惑

void **p, *p1;
p = (void **) malloc(sizeof(void *));
p1 = (void **) p;
printf("%p %p\n",p1,p1+1);

因为它再次返回0x984a008 0x984a009。这里发生了什么？

【问题讨论】：

也许您的意思是输入 void **p, **p1; 而不是 void **p, *p1; ？
sizeof(void) 为 1 或至少给出警告，没用。你不这样做。 void 类型表示什么？只有void*。
我的意思是 void **p, *p1。我知道这段代码可以编译，但我不明白为什么如果 p 最初声明为 void **，p+1 对应于增量 4 个字节，而如果 p1 被声明为 void * 并随后重铸为 void **，算法只为 p1+1 增加 1 个字节
为什么，void ** 的演员表被忽略了？
@Ivan：是的，显然它被忽略了。这是一个身份转换（表达式p 已经有类型void**）。身份转换被忽略，除了对值类别有一些影响（例如，转换的结果是一个右值）

标签： c pointers

【解决方案1】：

暂时忽略void 指针算法可能存在的未定义行为...

p1 的类型是void *。

您不能通过为变量分配不同类型的值来更改变量的类型。 p1 将永远停留在void *。

分配给它的任何不同类型的表达式都将被隐式转换为void *（如果不能，则给出错误）。

因此它与第一个示例基本相同。

编辑：

据我所知，从一种指针类型转换为另一种实际上并没有做任何事情，它的主要目的是进行类型检查。

指针只是一个内存地址，一个数字，所以基本上内存看起来像：（赋值后）

  p1       p2
void *   void** <- these types are fixed and known during compilation
------   ------
|1234|   |1234|         at address 1234 = the 4 bytes from malloc
------   ------
  ^
  |
this value is the only thing that will change by assigning p1 to a different value

【讨论】：

在某些架构上，从一种指针类型转换为另一种确实会改变一些东西。但是，在典型的 x86(_64) 架构上，您可以期望所有指针具有相同的表示形式，并且强制转换是无操作的。

【解决方案2】：

您应该使用char * 而不是void *，因为指向void 的指针的算术运算是gcc 扩展。

char *p1 = /* ... */;

printf("%p %p\n", p1, p1+1);

无论指向p，p 上的指针运算使用char * 类型（不是char **）。

如果你写：

char *p1 = /* ... */;

printf("%p %p\n", p1, (char**)p1+1);

指针运算使用char **。

【讨论】：

【解决方案3】：

使用void *时，增量为1。使用void **时，为指针大小。

在使您感到困惑的操作中，您将void * 转换为void ** 被隐式地重新转换为void *。就好像你这样做了：

long a, b, c;
c = a + (int) b;

您将b 转换为int，但是您想使用long 进行操作，所以它被转换回了。

【讨论】：

这很好，但是编译器为什么要重铸回来呢？ void * 和 void ** 在堆栈上占用 4 个字节，据我所知，所有指针运算都是在编译时完成的。那么为什么编译器坚持要求 p1 被强制回退呢？
这样想：将void ** 转换为void * 是有意义的——任何指针都可以变成void *。另一方面，反之亦然。并非所有指针都是双指针。编译器对您请求的操作执行敏感操作：它以唯一的方式理解它。

【解决方案4】：

void 指针不能递增。这是未定义的行为。

【讨论】：

好的，但是如果您将所有类型更改为char 指针，问题仍然存在（尽管在这种情况下 GCC 会给您一个警告）

【解决方案5】：

我知道我要在一年多之后发帖，但我碰巧遇到了这个问题，这让我很感兴趣。

我同意@Dukeling 的观点，即您不能仅通过强制转换来更改变量的类型。但这似乎取决于编译器认为void 是什么。以这个示例程序为例，看看结果输出。请注意，vp 和 vp2 之间的唯一区别是 malloc() 的 sizeof() 部分。

编译于：gcc (Debian 4.7.2-5) 4.7.2
编译行：gcc -o void_test void_test.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char **argv) {
  void *vp, *vp2;

  printf("sizeof(void)   = %d\n", sizeof(void));
  printf("sizeof(void *) = %d\n", sizeof(void *));
  printf("sizeof(char)   = %d\n", sizeof(char));
  printf("sizeof(char *) = %d\n\n", sizeof(char *));

  vp = (void *) malloc(sizeof(void));
  vp2 = (void *) malloc(sizeof(void *));

  printf("vp    = %p\n", vp);
  printf("vp+1  = %p\n", vp+1);
  printf("vp2   = %p\n", vp);
  printf("vp2+1 = %p\n", vp2+1);

  return 0;
}

给出以下输出：

$ ./void_test 
sizeof(void)   = 1
sizeof(void *) = 8
sizeof(char)   = 1
sizeof(char *) = 8

vp    = 0x1ee3010
vp+1  = 0x1ee3011
vp2   = 0x1ee3010
vp2+1 = 0x1ee3031

【讨论】：