取消引用未初始化的指针以传递给 sizeof()答案

【问题标题】：Dereferencing an uninitialized pointer to pass into sizeof()取消引用未初始化的指针以传递给 sizeof()
【发布时间】：2020-11-10 20:42:34
【问题描述】：

在最近的一篇文章中，我意识到在分配结构变量时，与将结构类型传递给 sizeof() 相比，传递取消引用的指针被认为是一种更好的做法。这基本上是因为前者比后者更能适应代码更改。

这表明，在以下代码中，方法 1 被认为比 方法 2 更好。

typedef struct X_ {
    int x;
    int y;
    int z;
} X;

int main() {
    X* obj1 = malloc(sizeof(*obj1)); // ----> method 1
    X* obj2 = malloc(sizeof(X));     // ----> method 2
    return 0;
}

问题是，在 方法 1 中取消引用 obj1 的有效性如何？在malloc 内部，obj1 仍然是未构造/未初始化的内存，这表明在sizeof() 内部发生的obj1 的取消引用不应该是有效的。

让我猜一下是什么让 方法 1 有效。这是因为 sizeof() 是一个编译时操作，取消引用 obj1 被编译器翻译成方法 2？

有人可以通过参考相关的C标准来详细说明它的技术有效性吗？

【问题讨论】：

你没有取消引用任何东西...sizeof 不会评估其操作数（VLA 除外），即sizeof (42/0) 不会尝试除以零 :)
@pmg 我对“你没有取消引用任何东西”有点困惑......我知道sizeof 不会评估它的操作数，除非是 VLA......但是，如果sizeof(*obj1) 不是取消引用obj1（这是指向X 的指针）来获取X，那么我们怎么称呼它呢？是不是因为这是一个编译时操作，所以不被视为“解除引用”？
@dwillis77: sizeof 只关心类型。 *obj 的类型与 obj 的值相同（即使 obj 具有无效/不确定/陷阱值）。 int/int（42/0）的类型是int，即使值没有意义:-)

标签： c pointers malloc language-lawyer sizeof

【解决方案1】：

操作数不是可变长度数组的 sizeof 表达式是非求值表达式。所以这个表达式

sizeof(*obj1)

格式正确。

来自 C 标准（6.5.3.4 sizeof 和 alignof 运算符）

2 sizeof 运算符产生其操作数的大小（以字节为单位），即可以是表达式或类型的括号名称。尺寸是由操作数的类型决定。结果是一个整数。 如果操作数的类型是变长数组类型，则对操作数求值；否则，不计算操作数，并且结果是一个整数常量

至于您关于指定 malloc 参数的最佳方法的问题

X* obj1 = malloc(sizeof(*obj1)); // ----> method 1
X* obj2 = malloc(sizeof(X));     // ----> method 2

那么如果X类型在这种情况下使用malloc时可见

X* obj1 = malloc(sizeof(*obj1)); // ----> method 1

那么这种方法更可取。

但是，如果类型不可见，例如

obj1 = malloc(sizeof(*obj1)); // ----> method 1

那么我更喜欢明确指定类型

obj1 = malloc(sizeof( X ));

否则例如这个代码sn-p

p = malloc( *p );
q = malloc( *q );

没有为代码的读者提供足够的信息。并且读者需要前后滚动源代码才能找到p和q的声明来确定它们的类型。

【讨论】：

有争议的是，obj1 = malloc(sizeof(*obj1)) 获得的好处与obj1 = (X*)malloc(sizeof( X )); 相同
@chqrlie 只有第一个版本不会改变 obj1 的类型。如果您更改类型，则 (type)malloc(sizeof type) 需要在代码中编辑 2 个额外的位置，而 malloc(sizeof *object) 不需要（并且总是正确的）。通过强制转换 malloc 的结果，您将一无所获。
@FelixG：如果您启用了体面的警告 (-Wall -Werror)，则会出现类型不匹配。演员表可能来自宏：#define new_object(type) ((type *)malloc(sizeof(type)))。本地编码约定可能包括这样的内容，如果您将对象直接作为函数参数传递，则替代 obj1 = malloc(sizeof(*obj1)) 不可用：append_node(new_object(Node))

【解决方案2】：

问题是，在方法 1 中取消引用 obj1 的有效性如何？

它是 100% 有效的。不过，您可以不带括号使用它，sizeof *obj1。

来自N1570 ISO/IEC 9899:201x §6.5.3.4 The sizeof and _Alignof operators

2 - sizeof 运算符产生其操作数的大小（以字节为单位），它可以是表达式或带括号的类型名称。 大小由操作数的类型决定。结果是一个整数。 ~~如果操作数的类型是变长数组类型，则计算操作数；~~ 否则，不计算操作数，结果为整数常量。

实际上可以说这是一种更可取的方法，原因是如果您出于某种原因更改对象的类型很容易忘记更改sizeof 参数，使用取消引用的指针将避免这种情况潜在的静默错误。

【讨论】：