指針訪問和數組訪問之間的值差異

Question

有人可以澄清我的錯誤解釋嗎？ 我知道由於代碼的輸出結果，我的理解是不正確的（請參閱問題的底部）。 提前致謝。

為了澄清，以下各行的每個段是什么意思？：

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

它與以下行有何不同：

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

我對以上內容的解釋是：

1. segment1 =（（u32）BufferAddress +（u32）i）=>將地址確定為整數。
2. segment2 =（u32 *）（segment1）=>將地址轉換為指針，指針的長度為32位。
3. segment3 = *（segment2）=>取消引用指針，以獲得在計算出的地址處的駐留值。

我的解釋有什么錯誤？ 我認為我對segment2領域缺乏了解...轉換（u32 *）和（u8 *）有什么區別？

這是使我意識到自己存在知識空白的代碼：

初始化代碼：

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的輸出符合我的預期（兩者相同）：

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

但是，方法3的輸出對我來說似乎很奇怪。 結果的一部分僅與方法1/2相同：

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

對於閱讀材料的任何提示或參考，我將不勝感激。 謝謝。

Answer 1

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

頂行將指針轉換為取消引用前的無符號8位值，而秒數則將指針轉換為取消引用前的無符號32位值。 最上面一行取消引用一個字節，最下面一行取消引用整個4個字節。

要解決您的其他問題：

我的解釋有什么錯誤？ 我認為我對segment2領域缺乏了解...轉換（u32 *）和（u8 *）有什么區別？

對於地址的頂行和底行，地址長度為32位的解釋都是正確的。

Answer 2

我可以挑剔，說：“您沒有給我們提供足夠的信息”。 從技術上講，這是正確的，但只需要作一些假設即可。 u8和u32不是標准C類型，您可以將它們定義為任何類型，但是大概它們代表無符號的8位值（例如uchar ）和無符號的32位值（例如unsigned ）。 假設是這樣，讓我們​​看一下您所理解的內容，並說明剩下的內容。

BufferPointer是一個常量u8 *，這意味着它是u8類型的常量指針。 這意味着它指向的數組是8位無符號類型的。

現在， BufferAddress是一個BufferAddress至少在32位系統上，通常用於指針。 由於它們始終是總線的大小，因此在64位系統上，指針是64位。

因此，Method1正在打印數組的元素和數組的地址。 很好，很酷。

方法2：

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

BufferAddress是一個無符號整數，您正在向其添加值以獲取其他地址。 這是數組的基本要點-內存將是連續的，並且您可以通過提高每個元素的字節數來訪問下一個元素。 因為它是一個u8數組，所以您只需前進1。但是，這很重要-如果它是一個int數組，則您需要BufferAddress +（i * 4），而不是BufferAddress + i，因為每個int的大小為4字節。 順便說一下，這就是指針算術在C中的工作方式。如果執行了&&（（（（u32 *）BufferAddress）+ 1），您將得到0x100004而不是0x100001，因為您將BufferAddress強制轉換為4byte指針，並且編譯器知道當您查看下一個元素時，它必須相距4個字節。

因此(BufferAddress+i)是u8數組的第i個元素的地址。 (u8 *)將BufferAddress從無聊的整數強制轉換為指向u8類型的內存位置的指針，因此，當您執行*(u8 *) ，編譯器知道將其視為u8。 您可以這樣做(u64 *) ，編譯器會說“哦！此內存區域為64位”，並嘗試以這種方式解釋值。

這可能使方法3中的情況變得清晰起來。 您將獲得每個數組元素的適當地址，但您要告訴編譯器“將該內存區域作為32位數據進行處理”。 因此，每次使用*（u32 *）時，您都在讀取數組的4個字節並將其視為無符號int。 順便說一句，一旦i> = 3，您就會遇到未定義的行為，因為您正在讀取數組之外的內容。

讓我嘗試以可視化方式顯示您在該區域中的存儲情況：

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

對於方法2，當i = 2時，您正在查看BufferAddress（= 0x1000000）+ 3，即0x1000002，其中具有數字0。 編譯器知道它只有一個字節，因此。

但是對於method3，當i = 3時，您要告訴編譯器將其視為32位。 因此它不會看到“ 0”，而是看到0、4、0、0，並使用這些數字得出一個整數值，該值肯定不是4。