编译器如何处理 C 中的非零空指针值？

Question

This 回答正确解释了空指针。在 Null Pointers 下的最后一段中，它说

如果底层架构有一个空指针值定义为地址 0xDEADBEEF，那么就由编译器来解决这个问题。

现在，如果某些架构在内部将 Null 指针值定义为非零。这些 if 语句如何有效。编译器如何处理它们？

if (!pointer)
if (pointer == NULL)
if (pointer == 0)

毕竟当一个空指针常量被分配给一个指针时，你会得到一个空指针，而一个空指针常量总是一个0 或一个(void *)0。进一步this 回答说

所以0 是一个空指针常量。如果我们将其转换为指针类型，我们将得到一个空指针，对于某些架构，它可能是非全位为零的。

我真的无法理解这个文字 0 在初始化为指针时如何变为非所有位为零。这不是简单的初始化吗？此外，如果我的空指针值非零，上述 3 个 if 语句如何检查空指针？我们不是将非零空指针值与0 文字进行比较吗？

Answer 1

if (!pointer)

如果 C 实现使用值 DEADBEEF₁₆ 作为空指针，编译器会将if (!pointer) 编译为如下代码：

    compare             pointer, #0xDEADBEEF
    branch-if-not-equal else-clause

if (pointer == 0)

整数常量零有资格作为“空指针常量”（C 2018 6.3.2.3 3）。当指针与空指针常量进行比较时，空指针常量将转换为指针的类型 (6.5.9 5)。编译器将通过为结果指针生成 DEADBEEF₁₆ 来实现此转换。然后它将pointer 与 DEADBEEF₁₆ 进行比较并相应地分支。

简单地说，仅仅因为字符“0”出现在源代码中并不意味着编译器必须在其生成的指令中使用零。它会生成完成工作所需的任何指令和值。

我真的无法理解这个文字 0 在初始化为指针时如何变成非全零位。

字符“0”并没有强迫编译器给它一个零值。 “0”的代码在 ASCII 中是 48，在 EBCDIC 中是 240，因此编译器在处理这个字符或其他字符时不会从零值开始。通常，在处理数字时，它必须读取数字并进行一些算术运算来计算数字所代表的数字。正是那个软件使“0”代表值零或使“23”代表值二十三。为了使“0”表示空指针，编译器中的软件只需将空指针的内部值替换为上下文中使用“0”的指针。

例如，在void *x = 0; 中，编译器最初可能会将“0”转换为零，但这将成为数据结构的一部分，该结构还表示这是一个令牌或整数常量表达式，当前值为零。当编译器看到这个整数常量表达式被用来初始化一个指针时，它会改变值，并生成将指针初始化为空指针内部值的代码。