何时强制类型转换指针？

Question

我正在为考试而学习，下面给出的示例问题之一是：

“当分配给new_val时，以下哪个表达式（该表达式将替换HERE ）将输出7 ？ 选择所有适用项：

float m = 7.0
int *a = (int *) &m;

int new_val = HERE;
printf("%d\n", new_val);

（a）*（int *）＆m

（b）* a

（c）（整数）米

（d）以上都不是。

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答案仅是（c） 。

我已经在自己的机器上运行了该程序，发现符合答案。 但是，我想知道有人怎么能找到这个答案？ 更一般而言，我在理解有关强制转换指针的规则时遇到了麻烦。 我已经阅读了StackOverflow上的其他几篇文章，对我来说并没有太大帮助。

我想知道是否有人可以帮助澄清我如何解决与此类似的问题。

Answer 1

但是使用

int new_val = (int)m;

使用int* a = ...忽略在上一行中完成的所有操作

因此，您只是将原始浮点数m投射回一个int。

编辑尝试以下操作：

#include "stdio.h"

int main(int argc, char** argv) {
    float m = 7.1;
    int new_val = (int)m;
    printf("%d\n", new_val);

}

Answer 2

解决此问题的方法是查看每个选择答案，然后弄清该语句的含义。 考虑变量的类型。

但是，在这种情况下，将float *强制转换为int *只是意味着您要告诉编译器“您知道该存储有float内存地址？像访问int一样访问该内存”。 int和float不会以相同的方式存储在内存中，因此尝试以错误的格式访问它会产生无意义的结果。 强制转换指针不会转换指针指向的数据。

对于选项c，请注意，您没有强制转换指针，而是将float转换为int 。 这是一个简单的转换。

Answer 3

这个问题是有缺陷的。 C标准允许（a），（b）和（c）中的每一个都打印“ 7”，并且还允许它们中的每一个都不打印“ 7”。

对于（a），我们有int new_val = * (int *) &m; 。 在这里， &m类型为float * ，因此将float *转换为int * 。 C 2018 6.3.2.3 7告诉我们我们可以进行这种转换：“指向对象类型的指针可能会转换为指向不同对象类型的指针。”但也“如果生成的指针未针对引用类型正确对齐，因此，在float的对齐要求比int严格的实现中，该行为不是由C标准定义的，因此，合格的C实现允许打印“ 7”，并且不允许打印“7”。 假设实现成功评估了转换而没有对齐问题，则应用* 。 下一节将对此进行介绍。

在（b）中，我们有int new_val = *a; ，其中a已初始化为(int *) &m; 。 与（a）一样，此表达式将float *转换为int * ，因此不符合上面的对齐问题。 但是，再次假设避免了对齐问题，它随后使用指针访问float对象m ，就好像它是一个int 。 这违反了C 2018 6.5 7，其中声明“对象只能通过具有以下类型之一的左值表达式访问其存储的值：”然后继续列出各种选项，这些选项均不允许以以下方式访问float ：一个int 。 由于违反了此“应有”要求，C 2018 4 1告诉我们该行为未定义：“如果违反了在约束或运行时约束之外出现的“应有”或“不应”要求，则该行为未定义。 ”由于C标准未定义行为，因此允许的符合性实现允许打印“ 7”，而不允许打印“ 7”。

在（c）中，我们有int new_val = (int) m; ，其中m是值为7的float 。这是定义明确的转换，结果为7，因此printf("%d\\n", new_val); 通常会打印“ 7”（带有换行符）。 但是，更早的问题仍然存在：即使使用new_val正确定义，更早的声明int *a = (int *) &m; 执行可能导致未定义行为的转换。 在我们阅读new_val的定义之前，这可能导致未定义的行为。 因此，与（a）和（b）一样，一致的实现方式允许打印“ 7”，而不允许打印“ 7”。

Answer 4

因为a = (int *)&m ，所以选项（a）和（b）相同。 在两种情况下，您都使用m的地址，将其强制转换为int * ，然后取消引用。

（a）和（b）不起作用的原因是&m是指向float （ float * ）的指针，而不是指向int （ int * ）的指针。

考虑两个指针，一个是指向Window的指针，另一个是指向Joystick的指针。 很明显，您不能将它们混在一起，对吗？ 您不能将指向Window的指针传递给需要指向Joystick的指针的函数。 您可以投射指针，但这不会使Window变成Joystick 。

因此，指向float指针与指向int指针是不兼容的，并且如果将指针转换为float并指向int的指针并尝试对其进行取消引用，则将得到垃圾。

但是（c）之所以有效，是因为这里要获取实际的float值m并要求编译器将该值转换为int值。 编译器知道如何执行此操作并生成正确的代码。

您可能想知道，如果编译器知道如何将float转换为int ，为什么不能将float的指针转换为int的指针呢？ 实际上确实如此； 那是演员的目的。 但是它会转换指针，而不是指针指向的对象 。