C：兩個void指針的區別是什么？

Question

如果我減去兩個空指針，我將得到兩個指針位置之間的相對距離（以字節為單位）（至少在我的測試系統上）。 我應該使用哪種類型來存儲結果，以使其與64位系統兼容？ size_t是正確的類型還是長的？

背景：我們需要檢查給定的void指針用作雙指針是否安全。 我們曾經將指針強制轉換為int並檢查低三位是否為零，但是我們目前的編碼標准不再允許將指針強制轉換為整數類型。 我正在考慮計算void指針和NULL指針之間的差異，並檢查該差異是否可被8除。假設NULL指針始終是8字節對齊的？

Answer 1

空指針的減法未在C標准中定義。 僅當指針都指向同一個數組並且void指針不能指向任何數組時才定義指針減法，因為您不能擁有包含void元素的數組。

很可能您正在使用gcc或兼容的東西，並且它允許對void指針進行算術運算，並將其作為char指針的擴展。 但是嚴格的C編譯器不應允許對void指針進行指針運算。

Answer 2

從C11, 6.5.6 Additive operators /9 （我的斜體）：

當減去兩個指針時，兩個指針都將指向同一數組對象的元素，或者指向數組對象的最后一個元素之后的元素； 結果是兩個數組元素的下標不同。 結果的大小是實現定義的， 其類型（帶符號整數類型）是在<stddef.h>標頭中定義的ptrdiff_t 。

在該部分中，從指針中減去NULL在技術上也是未定義的行為，因為絕對不能將NULL視為指向同一數組或該數組之外元素的指針。 指針減法實際上僅限於獲得同一數組中兩個元素之間的索引差。

因此，您可能想重新考慮一下您正在執行的檢查，尤其是考慮到雙精度實際上不需要八字節長的事實，即使是這樣，標准中也沒有要求將其對齊一個八字節的邊界。

我更傾向於只是在函數的文檔中指出，傳遞的值必須是有效的double指針，並且，如果函數的用戶違反了該合同，則所有押注均無效。

Answer 3

如果我減去兩個空指針，我將得到兩個指針位置之間的相對距離（以字節為單位）（至少在我的測試系統上）。

有一個嚴格的規則減去兩個指針。 C11-§6.5.6：

當減去兩個指針時，兩個指針都將指向同一數組對象的元素，或者指向數組對象的最后一個元素之后的元素； 結果是兩個數組元素的下標不同。 [...]

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兩個void指針的區別是什么類型？

應該是ptrdiff_t 。

[...]結果的大小是實現定義的，其類型（有符號整數類型）是在<stddef.h>標頭中定義的ptrdiff_t 。 [...]

Answer 4

問題摘要：

• 您正在將空指針常量宏NULL與空指針混淆。 那是兩個不同的術語。 NULL宏始終等於0，但是空指針可以具有任何值。 看到這個 。

• 話雖如此，使用空指針或NULL宏進行指針算術沒有任何意義。 這樣做會調用未定義的行為，因為指針必須指向同一數組。 請參閱paxdiablo的答案。

• 此外，如Art的答案所述，您不能對void指針進行任何形式的算術運算。 +和-運算符指定為（6.5.6）：

  另外，兩個操作數都應具有算術類型，或者一個操作數應是指向完整對象類型的指針，另一個操作數應具有整數類型。

  空指針是指向不完整類型的指針，因此，如果一個或兩個操作數都是空指針，則您的代碼無效C。

  請注意，GCC具有非標准擴展名，允許通過將空指針視為此類情況的字節指針來進行空指針算術運算。 如果要編寫安全且可移植的程序，請不要使用此非標准功能。 如果希望GCC充當標准C編譯器（符合實現），則使用gcc -std=c11 -pedantic-errors進行編譯。