为什么 cout << &r 给出的输出与 cout << (void*)&r 不同？答案

【问题标题】：Why does cout << &r give different output than cout << (void*)&r?为什么 cout << &r 给出的输出与 cout << (void*)&r 不同？
【发布时间】：2014-01-06 20:20:10
【问题描述】：

这可能是一个愚蠢的问题，但我是 C++ 新手，所以我仍然在玩弄基础知识。测试指针，我碰到了一些没有产生我预期的输出的东西。

当我运行以下内容时：

char r ('m');
cout << r << endl;
cout << &r << endl;
cout << (void*)&r << endl;

我预料到了：

m
0042FC0F
0042FC0F

..但我明白了：

m
m╠╠╠╠ôNh│hⁿB
0042FC0F

我在想也许因为r 是char 类型，cout 会将&r 解释为char* 并且[出于某种原因] 输出指针值 - 包含@ 地址的字节987654329@ - 作为一系列chars，但是为什么第一个会是m，指向的地址的内容，而不是第一个字节的char表示指针地址.. 就好像cout 将&r 解释为r 但不仅仅是输出'm'，而是继续输出更多字符——从后续11 个内存地址的字节值解释。。为什么？为什么是 11？

我在 64 位 Win7 上使用 MSVC++ (Visual Studio 2013)。

后记：我在这里得到了很多正确的答案（正如预期的那样，考虑到问题的琐碎性）。由于我只能接受一个，所以我把它作为我看到的第一个。不过谢谢大家。

所以总结和扩展我的问题中提到的本能理论：

是的，cout 确实将&r 解释为char*，但由于char* 在C++ 中是一个“特殊事物”，它本质上意味着一个空终止字符串（而不是一个指针 [指向单个char]），cout 将尝试通过输出字符（从r 的内存地址的字节内容解释）来打印该字符串，直到遇到@ 987654344@。这解释了额外的 11 个字符（巧合的是，它又多花了 11 个字节来达到NUL）。

为了完整性 - 相同的代码，但使用 int 而不是 char，按预期执行：

int s (3);
cout << s << endl;
cout << &s << endl;
cout << (void*)&s << endl;

生产：

3
002AF940
002AF940

【问题讨论】：

char* 被解释为字符串。

标签： c++ visual-c++ pointers char cout

【解决方案1】：

char * 是C++ 中的一个特殊事物，继承自C。在大多数情况下，它是一个C 样式的字符串。它应该指向chars 的数组，以0（NUL 字符，'\0'）结尾。

所以它试图打印这个，在'm'之后进入内存，寻找一个终止'\0'。这使它打印一些随机垃圾。这被称为Undefined Behaviour。

【讨论】：

在这种特定情况下，使用此平台上的此编译器，它会打印随机垃圾。它也可能会崩溃、似乎可以正常工作、播放 Andy Griffith 主题或做任何其他十亿件事。未定义就是未定义。 :)

【解决方案2】：

有一个operator<< 重载专门用于char* 字符串。这会输出以 null 结尾的字符串，而不是地址。由于您传递给这个重载的指针不是一个以空值结尾的字符串，所以当operator<< 运行超过缓冲区的末尾时，您也会得到未定义的行为。

相反，void* 重载将打印地址。

【讨论】：

【解决方案3】：

因为operator<< 是根据数据类型重载的。

如果你给它一个char，它假定你想要那个字符。

如果你给它一个void*，它假定你想要一个地址。

然而，如果你给它一个char*，它会把它当作一个C风格的字符串并尝试这样输出它。由于 C++ 的初衷是“C with classes”，因此处理 C 风格的字符串是必要的。

你最后得到所有垃圾的原因仅仅是因为，尽管你向编译器断言，它不是实际上是一个 C 风格的字符串。具体来说，不能保证最后有一个以字符串结尾的 NUL 字符，因此输出例程只会输出它之后发生在内存中的任何内容。

这可能有效（如果那里有 NUL），它可能会打印乱码（如果附近有 NUL），或者它可能会严重崩溃（如果在它无法读取内存之前没有 NUL）。这不是你应该依赖的东西。

【讨论】：

【解决方案4】：

因为operator<< 的重载将const char 指针作为第二个参数并打印出一个字符串。采用void 指针的重载仅打印地址。

【讨论】：

【解决方案5】：

char * 通常——通常甚至是——指向 C 风格以空字符结尾的字符串（或字符串文字）的指针，并被 ostreams 视为此类。相比之下，void * 明确表示需要一个指针值。

【讨论】：

【解决方案6】：

char const* 和 void const* 的输出运算符 (operator<<()) 被重载。当传递char* 时，char const* 的重载是更好的匹配和选择。此重载需要一个指向以空结尾的字符串开头的指针。你给它一个指向个人char 的指针，即你得到未定义的行为。

如果你想尝试一个定义明确的例子，你可以使用

char s[] = { 'm', 0 };
std::cout << s[0] << '\n';
std::cout << &s[0] << '\n';
std::cout << static_cast<void*>(&s[0]) << '\n';

【讨论】：