C 数组/指针声明语法测验

Question

我以为我了解 C 数组、指针和指向数组的指针是如何工作的，但现在我偶然发现了一段我不明白的工作代码：

int sum(const int * const buf, int len)
{
  int result = 0;
  const int (*p)[];
  int n;

  p = (const int(*)[]) buf;
  // p = buf without cast gives compiler warning here (but works)
  // p = (const int(*)[]) &buf;  // Doesn't work! Segfault!

  for( n=0; n<len; n++)
  {
    result += (*p)[n];
  }
  return result;
}

这确实有效。但是怎么做？问题是：从“buf”到“p”的分配是如何工作的？我认为 p 的这个声明类似于“指向 int 的指针的指针”，所以我希望在分配时需要一个“&”。为什么这不是必需的？

实际上下面的原型也可以工作（与上面相同的函数体）：

int sum(const int buf[const], int len)

现在看起来更加清楚的是，与“buf”的声明相比，“p”的声明增加了一级指针重定向。仍然......分配工作正常，无需任何“＆”。谁能解释一下？

Answer 1

首先，请注意这段代码不是好的做法。指针转换看起来很可疑且不寻常，尤其是它抛弃了 const 限定符，这是不好的做法。 （虽然一开始就将参数声明为 ...* const buf 是很可疑的。）

这确实有效。但是怎么做呢？

存在从（限定的）int 指针到 int 数组指针的指针转换。鉴于这两种指针类型没有不同的表示或不同的对齐方式（极不可能但理论上可能），指针转换本身是可以的（根据 C11 6.3.2.3/8）。

那么重要的是数据的有效类型，它是int 的（数组）。有效类型是一个正式的 C 术语，用于确定实际存储在某个位置的类型，无论用于访问的指针类型如何。只要通过与存储在那里的有效类型兼容的指针类型访问数据，代码就应该可以正常工作。

这很好的正式原因是 C11 6.5/7（“严格的别名规则”）：

一个对象的存储值只能由具有以下之一的左值表达式访问 以下类型：
— 与对象的有效类型兼容的类型，
— 与对象的有效类型兼容的类型的限定版本，
/--/
— 聚合或联合类型，其中包括上述类型之一 成员

其中“聚合”是用于数组和结构的 C 标准乱码。如果我们通过数组类型的表达式访问数据，其中数组元素类型是与实际类型兼容的类型/限定类型，在这种情况下int，一切都很好。

至于它是如何工作的，它只是简单地取消引用一个数组指针。 p = (const int(*)[]) buf; 说“威胁存储在此变量中的内容作为指向整数数组的指针（并且限定符该死）”。然后(*p)[n] 获取数组指针，取消引用它以获取实际数组，然后使用数组索引。

p = buf 没有强制转换在这里给出编译器警告

如果你用gcc -pedantic-errors 编译你会得到一个更正确的错误。指针类型不兼容，因此编译器必须在此处生成诊断消息 - 因为p = buf 不是有效的 C。

p = (const int(*)[]) &buf; // 不起作用！段错误！

这是因为存储在 &buf 的不是 int 数组，它只是指针 buf 本身，可能作为函数的参数分配在堆栈上。