如何获取 C 指针的物理地址作为值？

Question

在我的系统中，

sizeof(void*) = 8 bytes

所有指针类型的大小为 8 字节。

我有这个结构

struct element{void* value};

所以这个结构只是一个8字节的指针值。

由于所有类型的指针都有 8 个字节，我应该能够将任何类型变量的物理地址分配给这个 void* 值

还有，

sizeof(double) = 8 bytes;

问题是如何获取任何指针的物理地址作为双精度值，然后将此值分配给任何其他 8 字节指针。

这么说，

int i;
int *p = &i;
struct element e;
double phy_address = ?? // the 8 byte value of p (when we print it as %d)

/*now copy this 8 byte phy_address to 8 byte void pointer e.value. */

是否可以将其类型转换为 int* 或任何其他指针类型？它只是一个地址...

Answer 1

在大多数系统上，都有一个与void * 大小相同的整数类型。通常这种类型是int 或long int 或long long int。大多数编译器将提供类型intptr_t（及其无符号表亲uintptr_t），这是其中一种类型的typedef。我认为人们更喜欢使用uintptr_t，因为负地址值通常没有意义。无论如何，您应该使用这种类型而不是 double。

请记住，uintptr_t 只是常规整数类型之一，因此一旦您将指针值放入此类型的变量中，您就可以进行任何您喜欢的整数运算。至于如何获取指针值到一个uintptr_t，看这个问题/答案，Converting a non-`void` pointer to `uintptr_t` and vice-versa。

Answer 2

我使用=这些值可以用作表中的唯一标识符。

好的。此信息是必要的，因为不可能将指针转换为具有任何有意义值的浮点数；浮点数无论如何都会有一个无意义的值。

将指针转换为（无意义的）浮点值有两种可能性，但在这两种情况下，您都不能保证两个浮点数对于两个不同的指针是唯一的！

可能性一：

将指针转换为整数，将整数转换为浮点数：

phy_address = (double)(uintptr_t)p;

然而，正如 Weather Vane 在他的评论 double 中已经提到的那样，值的精度有限。

整数值（地址）1234567890123456780 和 1234567890123456790 将两者四舍五入为 1234567890123456768。 0.

可能性2：

因为double 和指针都是 64 位宽，您可以生成与指针具有相同位的浮点数：

union {
    void *p;
    double d;
} u;
    ...
u.p = p;
phy_address = u.d;

但是，有些数字（例如 0）在 double 数据类型中有两种不同的表示形式。这意味着有两种不同的位组合（因此是两个不同的地址）会生成相同的数字。

因此，不能有任何方法将 64 位值转换为 double 值，从而产生唯一的 double 值：double 数据类型小于 2 ^64 个不同的值！

而且情况更糟：

有一些特殊的值——所谓的“NaN”值。而且数量很多！

我刚刚做了以下测试：

// Write a "NaN" value to a
...
b = a;
if(a == b) puts("equal");
if(a != b) puts("not equal");
// Check if a and b still contain the same value
...

...虽然最后的检查显示a 和b 仍然包含相同的值，但我得到了“不等于”的结果！

根据您的环境，某些 NaN 值（所谓的“信号 NaN”值）甚至可能导致您的程序崩溃！

结论

我个人从不将浮点数据类型用作“唯一标识符”。

在您的情况下，我会直接使用 void * 作为“唯一标识符”。如果这不可能，我会使用一些 64 位整数数据类型作为他的回答中已经建议的“Stuart”。