void* 算术和类型转换

Question

我最近通过测试一些东西试图理解void*，这里是测试代码：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char** argv)
{
    float nb2 = 2.2;
    void* multi_type_ptr = &nb2;

    printf("\nmulti_type_ptr:\n");
    printf("Elem 1: %f\n",*(float*)multi_type_ptr);

    // *(multi_type_ptr + 1) = 4;

    // *(int*)(multi_type_ptr + 1) = 4;

    *((int*)multi_type_ptr + 1) = 4;

    printf("Elem 2: %d\n",*((int*)multi_type_ptr + 1));

    return 0;
}

这条指令是否不能工作，因为语言/编译器不知道它应该添加多少字节到multi_type_ptr 的地址（它不知道void* 指向的类型的大小）？

*(multi_type_ptr + 1) = 4;

同样void* 不能被取消引用，所以它应该被转换为正确的类型，对吧？
由于上面提到的问题，这条线仍然无法工作。 p>

*(int*)(multi_type_ptr + 1) = 4;

由于语言/编译器理解它必须将(1 * sizeof int) 添加到地址of multi_type_ptr，因此该分配是否有效？ 我使用 Visual Studio 中包含的 cl 编译器。

*((int*)multi_type_ptr + 1) = 4;

看起来(multi_type_ptr + 1) 的结果仍然是(int*)，当它的内容被行首的* 访问时，对吗？ 提前感谢您以后的更正、解释和强化。

Answer 1

*(multi_type_ptr + 1) = 4;

表达式 multi_type_ptr + 1 不是有效的 C，因为 C 不允许使用 void * 进行指针运算。

*((int*)multi_type_ptr + 1) = 4;

因为(int*) multi_type_ptr + 1 与int * 进行指针运算，所以该语句在您的机器中编译。然而，如果结果指针与操作数（或最后一个元素之后）不在同一个数组对象中，则 C 中的指针添加是未定义的行为，如果结果指针在数组对象之外，则取消引用结果指针是未定义的行为，所以在您的情况 * 表达式（以及语句）调用未定义的行为。

Answer 2

这里有几个问题：

这个指令不能工作是因为语言/编译器不知道它应该添加多少字节到 multi_type_ptr 的地址（它不知道 void* 指向的类型的大小）？

*(multi_type_ptr + 1) = 4;

是的，你是对的。一些编译器（例如 GCC）允许使用 void 指针进行指针运算并将它们视为指向大小为 1 的对象（就像 char* 一样），以避免来自 void* 的频繁转换只是为了四处移动。

此分配是否有效，因为语言/编译器理解它必须将 (1 * sizeof int) 添加到 multi_type_ptr 的地址？我使用 Visual Studio 中包含的 cl 编译器。

*((int*)multi_type_ptr + 1) = 4;

是的，再次正确。但请注意，虽然这段代码在语法上是正确的，并且可以编译，但在技术上它是未定义的行为，原因有两个：

1. 你是 type punning 或 type aliasing nb2 变量。也就是说，您正在使用不同于定义的类型（定义为float，用作int）访问它（例外情况是您使用的是char 指针，但事实并非如此）。李>
2. 如果2*sizeof(int) > sizeof(float)（很可能）那么您的指针算法将您带出nb2 界限，您可能正在破坏您的堆栈。

当 (multi_type_ptr + 1) 的内容在行首被 * 访问时，它的结果看起来仍然是 (int*)，对吗？

没有。 Cast 运算符具有高优先级，所以这一行：

*((int*)multi_type_ptr + 1) = 4;

实际上读作：

*(((int*)multi_type_ptr) + 1) = 4;

也就是说，像：

int *temp1 = (int*)multi_type_ptr);
int *temp2 = t1 + 1;
*temp2 = 4;

但同样，请注意类型别名！