何時強制類型轉換指針？

Question

我正在為考試而學習，下面給出的示例問題之一是：

“當分配給new_val時，以下哪個表達式（該表達式將替換HERE ）將輸出7 ？ 選擇所有適用項：

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

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

（a）*（int *）＆m

（b）* a

（c）（整數）米

（d）以上都不是。

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答案僅是（c） 。

我已經在自己的機器上運行了該程序，發現符合答案。 但是，我想知道有人怎么能找到這個答案？ 更一般而言，我在理解有關強制轉換指針的規則時遇到了麻煩。 我已經閱讀了StackOverflow上的其他幾篇文章，對我來說並沒有太大幫助。

我想知道是否有人可以幫助澄清我如何解決與此類似的問題。

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，您只是將原始浮點數m投射回一個int。

編輯嘗試以下操作：

#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

解決此問題的方法是查看每個選擇答案，然后弄清該語句的含義。 考慮變量的類型。

但是，在這種情況下，將float *強制轉換為int *只是意味着您要告訴編譯器“您知道該存儲有float內存地址？像訪問int一樣訪問該內存”。 int和float不會以相同的方式存儲在內存中，因此嘗試以錯誤的格式訪問它會產生無意義的結果。 強制轉換指針不會轉換指針指向的數據。

對於選項c，請注意，您沒有強制轉換指針，而是將float轉換為int 。 這是一個簡單的轉換。

Answer 3

這個問題是有缺陷的。 C標准允許（a），（b）和（c）中的每一個都打印“ 7”，並且還允許它們中的每一個都不打印“ 7”。

對於（a），我們有int new_val = * (int *) &m; 。 在這里， &m類型為float * ，因此將float *轉換為int * 。 C 2018 6.3.2.3 7告訴我們我們可以進行這種轉換：“指向對象類型的指針可能會轉換為指向不同對象類型的指針。”但也“如果生成的指針未針對引用類型正確對齊，因此，在float的對齊要求比int嚴格的實現中，該行為不是由C標准定義的，因此，合格的C實現允許打印“ 7”，並且不允許打印“7”。 假設實現成功評估了轉換而沒有對齊問題，則應用* 。 下一節將對此進行介紹。

在（b）中，我們有int new_val = *a; ，其中a已初始化為(int *) &m; 。 與（a）一樣，此表達式將float *轉換為int * ，因此不符合上面的對齊問題。 但是，再次假設避免了對齊問題，它隨后使用指針訪問float對象m ，就好像它是一個int 。 這違反了C 2018 6.5 7，其中聲明“對象只能通過具有以下類型之一的左值表達式訪問其存儲的值：”然后繼續列出各種選項，這些選項均不允許以以下方式訪問float ：一個int 。 由於違反了此“應有”要求，C 2018 4 1告訴我們該行為未定義：“如果違反了在約束或運行時約束之外出現的“應有”或“不應”要求，則該行為未定義。 ”由於C標准未定義行為，因此允許的符合性實現允許打印“ 7”，而不允許打印“ 7”。

在（c）中，我們有int new_val = (int) m; ，其中m是值為7的float 。這是定義明確的轉換，結果為7，因此printf("%d\\n", new_val); 通常會打印“ 7”（帶有換行符）。 但是，更早的問題仍然存在：即使使用new_val正確定義，更早的聲明int *a = (int *) &m; 執行可能導致未定義行為的轉換。 在我們閱讀new_val的定義之前，這可能導致未定義的行為。 因此，與（a）和（b）一樣，一致的實現方式允許打印“ 7”，而不允許打印“ 7”。

Answer 4

因為a = (int *)&m ，所以選項（a）和（b）相同。 在兩種情況下，您都使用m的地址，將其強制轉換為int * ，然后取消引用。

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

考慮兩個指針，一個是指向Window的指針，另一個是指向Joystick的指針。 很明顯，您不能將它們混在一起，對嗎？ 您不能將指向Window的指針傳遞給需要指向Joystick的指針的函數。 您可以投射指針，但這不會使Window變成Joystick 。

因此，指向float指針與指向int指針是不兼容的，並且如果將指針轉換為float並指向int的指針並嘗試對其進行取消引用，則將得到垃圾。

但是（c）之所以有效，是因為這里要獲取實際的float值m並要求編譯器將該值轉換為int值。 編譯器知道如何執行此操作並生成正確的代碼。

您可能想知道，如果編譯器知道如何將float轉換為int ，為什么不能將float的指針轉換為int的指針呢？ 實際上確實如此； 那是演員的目的。 但是它會轉換指針，而不是指針指向的對象 。