C中三元运算符采用不同操作数类型的原则

Question

有多种类型转换可以确保赋值工作，例如隐式类型转换（提升）和显式类型转换（截断），但我不确定它如何在三元运算符的指针类型转换上工作。

#include <stdlib.h>

int main (void)
{
    (void)((rand() ? (char*)NULL :        NULL) + 1);
    /*     ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^        -> expression A */

    /* GCC Warning: pointer of type ‘void *’ used in arithmetic */
    (void)((rand() ? (char*)NULL : (void*)NULL) + 1);
    /*     ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^        -> expression B */

    return 0;
}

显然，编译器将表达式 A 视为 char* 的类型，而将 B 视为 void* 的类型。

我有两个问题：

• 我检查了预处理后的代码，NULL 正好扩展为((void*)0)，那为什么((void*)0) 和(void*)((void*)0) 是不同的类型呢？

• 根据表达式B，为什么编译器将char*的类型转换为void*的类型，反之则不行？

Answer 1

以下适用：

6.5.15 条件运算符

第一个操作数应为标量类型。
第二个和第三个操作数应满足以下条件之一：

/--/

——两个操作数都是指向合格或不合格版本的指针 兼容类型；
— 一个操作数是指针，另一个是空值 指针常量；或
— 一个操作数是指向对象类型的指针，并且 另一个是指向 void 的合格或不合格版本的指针。

在第一种情况下，您有一个操作数(char*)NULL，它是一个（非限定）类型指针，还有一个操作数NULL，它是一个空指针常量。

在第 6 节进一步说：

如果第二个和第三个操作数都是指针或一个为空 指针常量，另一个是指针，结果类型是 指向使用类型的所有类型限定符限定的类型 被两个操作数引用

简而言之：如果一个操作数是char* 类型，而另一个是空指针常量，则结果是char*。

在第二种情况下，您有一个指向类型的指针和一个void*。空指针常量也不是（我将在下面进一步解释原因）。在它说的同一段中进一步向下（强调我的）：

...如果一个操作数是 空指针常量，结果具有另一个操作数的类型； 否则，一个操作数 是指向 void 或 void 的限定版本的指针，在这种情况下，结果类型是 指向适当限定版本的 void 的指针。

意味着第二个?: 操作的结果是void* 类型。这应该回答你的第二个问题。

---

回答你的第一个问题，它与 ?: 这样的运算符无关，而是关于空指针与空指针常量的“古老的 C 之谜”。

宏 NULL 的扩展方式是实现定义的，它是 0 或 (void*)。它保证是一个空指针常量。

There is a difference between a null pointer and a null pointer constant，即空指针可以有任何实现定义的值，而空指针常量总是0或(void*)0。

6.3.2.2 说：

值为 0 的整数常量表达式，或这样的表达式 强制转换为 void * 类型称为空指针常量。如果一个空 指针常量转换为指针类型，结果 指针，称为空指针，保证比较不等于 指向任何对象或函数的指针。

所以(void*)NULL 是一个空指针，但它不是一个空指针常量。因此，条件运算符将其视为 void 指针。

总结一下：空指针不是条件运算符的特例，只有空指针常量才是。

Answer 2

我会尝试解释：

0 或(void*)0 是一个空指针常量，由三元条件运算符适当处理：

如果一个操作数是空指针常量，则结果的类型为 另一个操作数的； (6.5.15 6)

但是(void*)((void *)0)是一个空指针，而不是空指针常量（NULL）：

值为 0 的整数常量表达式，或这样的表达式 强制转换为 void * 类型称为空指针常量。如果一个空 指针常量转换为指针类型，结果 指针，称为空指针，保证比较不等于 指向任何对象或函数的指针。 (6.3.2.3 3)

因此，本段适用：

否则，一个操作数是指向 void 的指针或 void，在这种情况下，结果类型是指向适当的指针 无效的合格版本。 (6.5.15 6)