指针和指向指针的问题

Question

我在理解为什么一段代码有效时遇到了一些麻烦。下面是stdlib实现qsort的比较函数：

int scmp(const void *p1, const void * p2)
{
  char *v1, *v2;

  v1 = (char *) p1;
  v2 = (char *) p2;
  return strcmp(v1,v2);
}

当然，这只适用于字符串。我的问题是：为什么下面的代码有效？

int scmp(const void *p1, const void * p2)
{
  char *v1, *v2;

  v1 = *(char **) p1;
  v2 = *(char **) p2;
  return strcmp(v1,v2);
}

在我看来，在第二个版本中，我将明显是 char* 的内容强制转换为 char**。问题是该变量仍将包含char 变量的地址。当我申请* 时，我的理解是C 将通过获取p1 的内容来处理这个命令，然后在存储在里面的地址之后读取8 个字节（在我的拱上），这样它最终会得到一个值char* 类型。 在我看来，这应该会导致将 8 个字符组合成无效的内存地址。

不过，这两个功能都同样有效。我哪里错了？

Answer 1

假设您想使用qsort 对ints 的数组进行排序。

int numbers[] = {10, 50, 35, 62, 22};

首先，您创建一个可以比较两个ints 的函数。

int intCompare(void* p1, void* p2)
{
   int n1 = *(int*)p1;
   int n2 = *(int*)p2;
   return (n1 < n2);
}

然后，你可以使用：

qsort(numbers, 5, sizeof(int), intCompare);

当numbers 传递给qsort 时，它会衰减为int* 并作为void* 传递。当我们需要从intCompare 中的void* 中提取数字时，我们需要在取消引用指针并比较值之前将其强制转换为int*。

以字符串类比，假设您要排序：

char* strings[] = { "abc", "xyz", "def" };

对qsort 的调用将是：

qsort(strings, 3, sizeof(char*), scmp);

当strings 传递给qsort 时，它会衰减为char** 并作为void* 传递。 qsort 传递给scmp 的指针的基础类型将是char** 类型，而不是char*。因此，正确使用：

int scmp(const void *p1, const void * p2)
{
  char *v1, *v2;

  v1 = *(char **) p1;
  v2 = *(char **) p2;
  return strcmp(v1,v2);
}

在某些情况下，由于幸运的巧合，第一个版本有效。这是一个示例程序，它显示了它不工作的几种情况，而第二个版本应该始终工作。

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

// First version of scmp
int scmp1(const void *p1, const void * p2)
{
  char *v1, *v2;

  v1 = (char *) p1;
  v2 = (char *) p2;
  return strcmp(v1,v2);
}

// Second version of scmp
int scmp2(const void *p1, const void * p2)
{
  char *v1, *v2;

  v1 = *(char **) p1;
  v2 = *(char **) p2;
  return strcmp(v1,v2);
}

void test1()
{
   char* strings[] = { "abc", "xyz", "def" };
   qsort(strings,  3, sizeof(char*), scmp1);
   for( int i = 0; i < 3; ++i )
   {
      printf("%s\n", strings[i]);
   }
   printf("\n");
}

void test2()
{
   char* strings[] = { "abc", "xyz", "def" };
   qsort(strings,  3, sizeof(char*), scmp2);
   for( int i = 0; i < 3; ++i )
   {
      printf("%s\n", strings[i]);
   }
   printf("\n");
}

void test3()
{
   char** strings = malloc(3*sizeof(char*));
   strings[0] = "abc";
   strings[1] = "xyz";
   strings[2] = "def";

   qsort(strings,  3, sizeof(char*), scmp1);
   for( int i = 0; i < 3; ++i )
   {
      printf("%s\n", strings[i]);
   }

   free(strings);
   printf("\n");
}

void test4()
{
   char** strings = malloc(3*sizeof(char*));
   strings[0] = "abc";
   strings[1] = "xyz";
   strings[2] = "def";

   qsort(strings,  3, sizeof(char*), scmp2);

   for( int i = 0; i < 3; ++i )
   {
      printf("%s\n", strings[i]);
   }

   free(strings);
   printf("\n");
}

int main()
{
   // Does not work.
   test1();

   // Should work always.
   test2();

   // Does not work.
   test3();

   // Should work always.
   test4();
}

输出（使用 gcc 4.8.4）：

abc
xyz
def

abc
def
xyz

abc
xyz
def

abc
def
xyz