将 char 指针转换为 int 指针是如何工作的？

Question

我正在学习 C。当我在那里查看指针时，我注意到一些我无法理解的奇怪行为。当将字符指针转换为整数指针时，整数指针包含一些奇怪的值，与 char 或 char ascii 代码没有合理的关系。但是在使用 '%c' 打印转换变量时，它会打印正确的 char 值。

使用 '%d' 打印会给出一些未知数字。

printf("%d", *pt); // prints as unknown integer value that too changes for every run

但是在打印为 '%c' 时

printf("%c", *pt); // prints correct casted char value

整个程序：

int main() {

char f = 'a';
int *pt = (int *)&f;

printf("%d\n", *pt);
printf("%c\n", *pt);

return 0;
}

请解释 char 到 int 指针转换的工作原理并解释输出值。

编辑：

如果我对程序进行以下更改，则输出将符合预期。也请解释一下。

#include <stdio.h>

int main() {

char f = 'a';
int *pt = (int *)&f;

printf("%d\n", *pt);
printf("%c\n", *pt);

int val = (int)f;
printf("%d\n", val);
printf("%c", val);
return 0;
}

输出：

97
a
97
a

请也解释一下这种行为。

Answer 1

对于 C 语言的规定，这只是普通的未定义行为。您有一个char 大小的内存区域，您正在从中读取int；结果未定义。

至于可能发生的情况：C 运行时最终在 main 执行之前将一些随机垃圾转储到堆栈上。 char f = 'a'; 碰巧将垃圾的一个字节重写为已知值，但对齐 pt 的填充意味着剩余的字节根本不会被重写，并且其中包含“无论运行时留下的任何内容”。因此，当您读取 int 时，在小端系统上，低字节等于 'a' 的值，但高字节是恰好留在填充空间中的任何垃圾。

至于为什么%c 起作用，因为低字节仍然是相同的，而%c 只检查提供的int 的低字节，所有的垃圾都被忽略了，事情就按预期工作了。不过，这只适用于小端机器；在大端机器上，它将是初始化为'a' 的高 字节，但低字节（垃圾）将由%c 打印。

Answer 2

您已将 f 定义为 char。这通常会在大多数硬件中分配 1 个字节的存储空间。您获取 f 的地址，将其转换为 (int *) 并将其分配给 int * 变量 pt。整数的大小取决于底层硬件 - 它可能是 2 或 4 甚至更多。当您将 f 的地址分配给 pt 时，分配给 pt 的地址取决于诸如 int 大小和对齐要求等因素。这就是为什么当您打印 *pt 时，您会看到一个垃圾值。实际上 'a' 的 ASCII 值包含在垃圾中，其位置取决于 int 大小、硬件的字节序等。如果打印 *pt 使用 %x，您将在输出中看到 61（十六进制的 61 是十进制的 97）。

Answer 3

<#include <stdio.h>
int main()
{

    //type casting in pointers

    int a = 500; //value is assgned
    int *p;   //pointer p
    p = &a;   //stores the address in the pointer
    printf("p=%d\n*p=%d", p, *p);
    printf("\np+1=%d\n*(p+1)=%d", p + 1, *(p + 1));

    char *p0;
    p0 = (char *)p;
    printf("\n\np0=%d\n*p0=%d", p0, *p0);

    return 0;
}