指针访问和数组访问之间的值差异

Question

有人可以澄清我的错误解释吗？ 我知道由于代码的输出结果，我的理解是不正确的（请参阅问题的底部）。 提前致谢。

为了澄清，以下各行的每个段是什么意思？：

*(u8 *)((u32)BufferAddress + (u32)i)

它与以下行有何不同：

*(u32 *)((u32)BufferAddress + (u32)i)

我对以上内容的解释是：

1. segment1 =（（u32）BufferAddress +（u32）i）=>将地址确定为整数。
2. segment2 =（u32 *）（segment1）=>将地址转换为指针，指针的长度为32位。
3. segment3 = *（segment2）=>取消引用指针，以获得在计算出的地址处的驻留值。

我的解释有什么错误？ 我认为我对segment2领域缺乏了解...转换（u32 *）和（u8 *）有什么区别？

这是使我意识到自己存在知识空白的代码：

初始化代码：

main(...) {
     ...
     u8 *Buffer = malloc(256);
     ...
     Buffer[0] = 1;
     Buffer[1] = 0;
     Buffer[2] = 0;
     Buffer[3] = 4;
     Buffer[4] = 0;
     Buffer[5] = 0;
     qFunction(... , Buffer, 6, ...);
     ...
}

qFunction(... , const u8 *BufferPointer, u32 BufferLength, ...) {
     u32 BufferAddress;
     ...
     BufferAddress = (u32) BufferPointer;
     ...

     /* Method 1: */
     for (i=0; i < BufferLength; i++)
          printf("%d, %p\n", BufferPointer[i], &BufferPointer[i]);

     /* Method 2: */
     for (i=0; i < BufferLength; i++)
          printf("%d, 0x%lx\n", *(u8 *)(BufferAddress+i), BufferAddress+i);

     /* Method 3: */
     for (i=0; i < BufferLength; i++)
          printf("%d, 0x%lx\n", *(u32 *)(BufferAddress+i), BufferAddress+i);
     ...
 }

方法1和方法2的输出符合我的预期（两者相同）：

1, 0x1000000
0, 0x1000001
0, 0x1000002
4, 0x1000003
0, 0x1000004
0, 0x1000005

但是，方法3的输出对我来说似乎很奇怪。 结果的一部分仅与方法1/2相同：

-1442840511, 0x1000000
11141120, 0x1000001
43520, 0x1000002
4, 0x1000003
0, 0x1000004
0, 0x1000005

对于阅读材料的任何提示或参考，我将不胜感激。 谢谢。

Answer 1

*(u8 *)((u32)BufferAddress + (u32)i)
*(u32 *)((u32)BufferAddress + (u32)i)

顶行将指针转换为取消引用前的无符号8位值，而秒数则将指针转换为取消引用前的无符号32位值。 最上面一行取消引用一个字节，最下面一行取消引用整个4个字节。

要解决您的其他问题：

我的解释有什么错误？ 我认为我对segment2领域缺乏了解...转换（u32 *）和（u8 *）有什么区别？

对于地址的顶行和底行，地址长度为32位的解释都是正确的。

Answer 2

我可以挑剔，说：“您没有给我们提供足够的信息”。 从技术上讲，这是正确的，但只需要作一些假设即可。 u8和u32不是标准C类型，您可以将它们定义为任何类型，但是大概它们代表无符号的8位值（例如uchar ）和无符号的32位值（例如unsigned ）。 假设是这样，让我们​​看一下您所理解的内容，并说明剩下的内容。

BufferPointer是一个常量u8 *，这意味着它是u8类型的常量指针。 这意味着它指向的数组是8位无符号类型的。

现在， BufferAddress是一个BufferAddress至少在32位系统上，通常用于指针。 由于它们始终是总线的大小，因此在64位系统上，指针是64位。

因此，Method1正在打印数组的元素和数组的地址。 很好，很酷。

方法2：

*（u8 *）（BufferAddress + i），BufferAddress + i

BufferAddress是一个无符号整数，您正在向其添加值以获取其他地址。 这是数组的基本要点-内存将是连续的，并且您可以通过提高每个元素的字节数来访问下一个元素。 因为它是一个u8数组，所以您只需前进1。但是，这很重要-如果它是一个int数组，则您需要BufferAddress +（i * 4），而不是BufferAddress + i，因为每个int的大小为4字节。 顺便说一下，这就是指针算术在C中的工作方式。如果执行了&&（（（（u32 *）BufferAddress）+ 1），您将得到0x100004而不是0x100001，因为您将BufferAddress强制转换为4byte指针，并且编译器知道当您查看下一个元素时，它必须相距4个字节。

因此(BufferAddress+i)是u8数组的第i个元素的地址。 (u8 *)将BufferAddress从无聊的整数强制转换为指向u8类型的内存位置的指针，因此，当您执行*(u8 *) ，编译器知道将其视为u8。 您可以这样做(u64 *) ，编译器会说“哦！此内存区域为64位”，并尝试以这种方式解释值。

这可能使方法3中的情况变得清晰起来。 您将获得每个数组元素的适当地址，但您要告诉编译器“将该内存区域作为32位数据进行处理”。 因此，每次使用*（u32 *）时，您都在读取数组的4个字节并将其视为无符号int。 顺便说一句，一旦i> = 3，您就会遇到未定义的行为，因为您正在读取数组之外的内容。

让我尝试以可视化方式显示您在该区域中的存储情况：

0x1000000 = 1
0x1000001 = 0
0x1000002 = 0
0x1000003 = 4
0x1000004 = 0
0x1000005 = 0

对于方法2，当i = 2时，您正在查看BufferAddress（= 0x1000000）+ 3，即0x1000002，其中具有数字0。 编译器知道它只有一个字节，因此。

但是对于method3，当i = 3时，您要告诉编译器将其视为32位。 因此它不会看到“ 0”，而是看到0、4、0、0，并使用这些数字得出一个整数值，该值肯定不是4。