关于在C中将`void *`转换为`int`的问题

Question

我想再次选择我的C技能。 我想在不同的线程中对一个序列求和，每个线程将返回一个序列的一部分之和的指针。 但是，当我尝试将void*类型值local_sum转换为int ，出现了问题。

我试着用sum += *(int*)local_sum; ，发生了一个段错误，我Process finished with exit code 11了Process finished with exit code 11 。

我发现如果我使用sum += (int)local_sum; ，没关系。 但我无法说服自己： local_sum不local_sum是一个void * ？ 为什么可以使用(int)local_sum将其转换为int ？

我很感激你能回答这个问题。

将每个进程的返回值相加的部分在这里：

int sum = 0;
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i ++) {
    void * local_sum;
    pthread_join(count_threads[i], (&local_sum));
    sum += (int)local_sum;
}

线程的功能在这里：

void * count_thr(void *arg) {
    int terminal = ARRAY_SIZE / NUM_THREADS;
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < terminal; i ++) {
        sum += *((int*)arg + i);
    }
    return (void*)sum;
}

Answer 1

您将通过为其设置void *地址来return int sum的值。 在这种情况下，地址无效。 但是，如果你记住这一点并通过将void *为int来获得sum的值，那么它将起作用。

void *以这种方式使用有时return值（例如int ）或地址（例如struct ）。

为了说明这一点：

int a = 5;
void *p = (void *)a;
int b = (int)p;

a ， p和b都具有值5 。 p不指向有效地址。 尝试取消引用p会导致未定义的行为：

b = *(int *)p; // Undefined Behavior!

考虑以下程序：

#include <limits.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a, b;
    void *p;

    a = 5;
    p = (void *)a;
    b = (int)p;

    printf("%d %p %d\n", a, p, b);

    a = INT_MAX;
    p = (void *)a + 1;
    b = (int)p;

    printf("%d %p %d\n", a, p, b);

    return 0;
}

编译时，我收到以下警告：

$ gcc main.c -o main.exe
main.c: In function ‘main’:
main.c:9:9: warning: cast to pointer from integer of different size [-Wint-to-pointer-cast]
     p = (void *)a;
         ^
main.c:10:9: warning: cast from pointer to integer of different size [-Wpointer-to-int-cast]
     b = (int)p;

...

发出警告是因为，正如@Gerhardh所指出的， sizeof(int)和sizeof(void *)可能不同。 如果void *的值超过int可以容纳的最大值，则可能会丢失数据。

产量

$ ./main.exe
5 0x5 5
2147483647 0x80000000 -2147483648

Answer 2

你不能做*(int*)local_sum因为local_sum不是int* cast to void* 。 local_sum是一个int为void* 。 这是重新解释为地址的数量，但仅用于传输目的，因为pthread_exit只允许你返回void* ，而不是int因为标准中明确允许实现定义的转换（ 6.3.2.3p5 ， 6.3.2.3p6 ）在整数和数字之间，只要值适合（如果它们不适合，UB）。 如果你返回，例如， 0x42 ，那么地址0x42处的任何东西都不太可能，所以你应该忘记取消引用它，而应该将它转换回整数ASAP，或者使用(int)local_sum; 或者更好用(int)(intptr_t)local_sum; （虽然不保证intptr_t存在）或（也许最好）与(int)(intmax_t)local_sum; 以避免在LP64平台上有关转换为不同大小的整数的可能的编译器警告。

Answer 3

安全便携的解决方案可能是使用联合：

union void_cast {
    void* ptr;
    int value;
};

然后，例如，您可以安全地重新解释void*指针：

int VOID_TO_INT(void* ptr) {
    union void_cast u;
    u.ptr = ptr;
    return u.value;
}

void* INT_TO_VOID(int value) {
    union void_cast u;
    u.value = value;
    return u.ptr;
}

所以你的代码可以改为：

sum += VOID_TO_INT(local_sum);