空指针类型转换答案

【问题标题】：void pointer typecasting空指针类型转换
【发布时间】：2012-06-18 22:39:22
【问题描述】：

我试图理解 C 中的 void 指针类型转换。我编写了一个程序来尝试创建分段错误，但我没有得到它。谁能解释一下原因

代码：

#include <stdio.h>
typedef unsigned long U32; 
int main()
{
  void *obj;
  U32 value = 25;
  U32* ptr;
  printf("*(ptr)                           : %lu\n", *(ptr));
  obj = &value;
  ptr = &value;
  ptr++;  
  printf("*(U32 *)(obj)                    : %lu\n", *(U32 *)(obj)); 
  printf("*((U32 *)(obj) + 1)              : %lu\n", *((U32 *)(obj) + 1));   
  printf("*(U32 *)((U32 *)(obj) + 1)       : %lu\n", *(U32 *)((U32 *)(obj) + 1)); 
  printf("*(ptr)                           : %lu\n", *(ptr));
  return 0;
}

输出：

*(ptr)                           : 458998657
*(U32 *)(obj)                    : 25
*((U32 *)(obj) + 1)              : 3215085752
*(U32 *)((U32 *)(obj) + 1)       : 3215085752
*(ptr)                           : 3215085752

我认为只有第二个 printf 是合法的，因为所有其他人都指的是一些未初始化的随机内存，应该会导致段错误

【问题讨论】：

当您访问受保护的内存时，您通常会遇到段错误。您正在访问的内存可能会或可能不会受到保护（可能不会，因为通常变量是按顺序分配的，但它们根本不必如此）。
你很不幸第一个printf()没有崩溃；您的 ptr 必须恰好包含一个足够有效的指针值以不崩溃，尽管它是形式上未定义的行为（未定义的行为包括“似乎工作”）。

标签： c void-pointers

【解决方案1】：

ptr 指向一个有效对象 (value) 但ptr++ 不指向一个对象。所以在指针递增之后访问元素*ptr 是未定义的行为。 printf of *ptr 可以显示随机数据，但也可能导致程序崩溃。

【讨论】：

【解决方案2】：

UB 很有趣——行为是未定义的，不能保证段错误。 obj + 1 的地址可能是堆栈上分配给您的程序的其他位置。要获得几乎保证的段错误，只需在分配之前取消引用 obj。

【讨论】：

@skynorth：不，他没有。他先说obj = &value;。
哦，我说的是 U32* ptr，他立即打印出来。
"要获得有保证的段错误，只需在分配之前取消引用 obj。" UB的本质是不能保证有行为。即使从未分配过obj，也不能保证取消引用它会导致段错误。
@David：确实如此。我只是编辑以反映这一点。但是，在大多数实现中，实际上可以保证取消引用随机指针会产生硬错误。
OP 有一个例子，但事实并非如此。在使用大量内存的 32 位处理器上，随机指针指向有效内容的机会相当大，而在没有大量内存映射的 64 位机器上可能要少得多。

【解决方案3】：

 U32* ptr;
  printf("*(ptr)                           : %lu\n", *(ptr));

ptr 未初始化，因此取消引用它是未定义的行为，

  obj = &value;
  ptr = &value;
  ptr++;  
  printf("*(U32 *)(obj)                    : %lu\n", *(U32 *)(obj));

好的，只要 obj 指向一个有效的 U32（并且 U32 必须是无符号的，只要您使用 %lu 作为 printf 格式）

  printf("*((U32 *)(obj) + 1)              : %lu\n", *((U32 *)(obj) + 1));

您正在尝试取消引用指向 U32 越过任何有效位置的指针，因此这是未定义的行为。

  printf("*(U32 *)((U32 *)(obj) + 1)       : %lu\n", *(U32 *)((U32 *)(obj) + 1));

同上。

  printf("*(ptr)                           : %lu\n", *(ptr));

由于您增加了 ptr ，它指向一个 U32 超过任何有效值，这会导致未定义的行为。

当您的代码执行调用undefined behavior 的操作时，很难且通常无法推断将要发生的事情。它是未定义的。可能会发生一些意想不到的事情。可能会发生一些不好的事情。不会发生任何不好的事情，等等。在 C 中做一些你不应该做的事情，并不意味着它会出现段错误。

【讨论】：