指针、强制转换和不同的编译器

Question

我现在正在学习 ANSI C 编程语言课程并尝试从讲师的幻灯片中运行这段代码：

#include<stdio.h>

int main()
{
    int a[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
    double *p;

    for (p = (double*)a; p<(double*)(a+5); ((int*)p)++)
    {
        printf("%d",*((int*)p));
    }

    return 0;
}

不幸的是，它不起作用。在 MacOS、XCode、Clang 上出现错误："Assignment to cast is illegal, lvalue casts are not supported"，在 Ubuntu gcc 上出现下一个错误："lvalue required as increment operand"

我怀疑问题是编译器，因为我们学习 ANCI C，它有自己的要求，可能会违反其他标准。

Answer 1

关于((int*)p)++：

(int *) p 的结果是一个值。这与左值不同。左值（可能）指定一个对象。例如，在int x = 3; 之后，名称x 表示我们定义的对象。我们一般可以在表达式中使用它，比如y = 2*x，然后用x作为它的值。但是我们也可以在赋值中使用它，比如x = 5，然后x用于对象。

表达式(int *) p 接受p 并将其转换为指向int 的指针。结果只是一个值。它不是左值，所以不代表可以修改的对象。

++ 运算符修改对象。所以它只能应用于左值。由于(int *) p 不是左值，所以++ 不能应用于它。

幻灯片中的代码，正如您所展示的那样，是不正确的，我不希望它在任何 C 实现中工作。 （C 确实允许实现进行许多扩展，但扩展 C 以允许此操作是不寻常的。）

关于(double*)a和(int*)p：

C 确实允许您将指向对象的指针转换为指向不同类型对象的指针。对此有各种规则。一个重要的问题是生成的指针必须与其指向的类型正确对齐。

对象有各种对齐要求，这意味着它们必须放置在内存中的特定地址。通常，char 对象可以有任何地址，int 对象必须是 4 字节的倍数，double 对象必须是 8 字节的倍数。这些要求因 C 实现而异。我将使用这些值进行说明。

当您将正确的double * 转换为int * 时，我们知道结果指针是四的倍数，因为它以八的倍数开始（假设上述要求）。所以这是一个安全的转换。当您将int * 转换为double * 时，它可能有错误的对齐方式。特别是，给定int 的数组a，我们知道a[0] 或a[1] 必须不正确地对齐double，因为如果其中一个是八字节的倍数，则另一个必须从八的倍数中减去四个字节。因此，这段代码中int *到double *的转换不是C标准定义的。

它们可能适用于许多 C 实现，但您不应依赖它们。

C 规则还规定，当指向对象的指针转换回其原始类型时，结果等于原始指针。因此，如果遵守对齐规则，示例代码中的往返转换就可以了：您可以将 int * 转换为 double *，然后再转换回 int *，前提是遵守对齐要求。

如果 double * 已用于访问 double，则将违反别名规则。通常，当访问一种类型的对象时，C 不会定义行为，就好像它是另一种类型一样。有一些例外，特别是字符类型。但是，简单地来回转换指针而不使用它们来访问对象是可以的，除了对齐问题。