將 function 返回到 function 返回 void 指針的 object 指針是否合法？

Question

這些部分表明調用具有不兼容類型的 function 指針會導致未定義的行為。

C89 3.5.4.3 p9

對於要兼容的兩個 function 類型，兩者都應指定兼容的返回類型。 此外，參數類型列表（如果兩者都存在）應在參數數量和省略號終止符的使用方面達成一致； 相應的參數應具有兼容的類型。

C89 3.5.4.1 p2

對於要兼容的兩種指針類型，兩者都應具有相同的限定，並且都應是指向兼容類型的指針。

C89 3.3.4 p3

指向一種類型的 function 的指針可以轉換為指向另一種類型的 function 的指針，然后再返回； 結果應與原始指針比較。 如果使用轉換后的指針調用 function 的類型與被調用的 function 的類型不兼容，則行為未定義。

從任何其他 object 指針類型轉換為 void 指針是否兼容？

C89 3.3.4 p3

It is guaranteed, however, that a pointer to an object of a given alignment may be converted to a pointer to an object of the same alignment or a less strict alignment and back again; 結果應與原始指針比較。 （具有字符類型的 object 具有最不嚴格的 alignment。）

C89 3.1.2.5 p20

指向 void 的指針應具有與指向字符類型的指針相同的表示形式和 alignment 要求。

C89 3.2.2.3 p1

指向 void 的指針可以轉換為指向任何不完整或 object 類型的指針或從指針轉換。 指向任何不完整或 object 類型的指針可以轉換為指向 void 的指針並再次返回； 結果應與原始指針比較。

例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int *foo(void) {
    int *data = malloc(sizeof(int));
    *data = 42;
    return data;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    void *(*fn_ptr)(void) = foo;
    void *raw = fn_ptr();
    int data = *(int *)raw;
    printf("%d\n", data);
}

Answer 1

您問將指向 function 的指針轉換為指向 function 的另一個指針是否合法。 將指向 function 的指針轉換為指向 function 的任何其他指針是合法的。 但是通過這樣的指針調用 function 會調用未定義的行為。 C11 6.5.2.2p9

6.5.2.2 Function 調用

[...]

9. 如果 function 定義的類型與表示被調用的 function 的表達式所指向的（表達式的）類型不兼容，則行為未定義。

另一個問題是您的代碼沒有演員表。 它有一個強制分配：

void *(*fn_ptr)(void) = foo;

這是無效的，違反了約束，C 編譯器必須診斷。 演員會讀

void *(*fn_ptr)(void) = (void *(*)(void))foo;

---

現在的問題是

void *(*fn_ptr)(void) = (void *(*)(void))foo;
void *raw = fn_ptr();
int data = *(int *)raw;

根據標准未定義構造的行為。 當然，您的實現可以自由地為表達式提供含義。 在這種情況下，您應該檢查您的編譯器手冊以了解該行為。

有些架構中void *和int *的表示將不兼容。

---

如果您只是將 function 指針更改為返回int *或在調用之前強制轉換的指針，則行為是明確定義的 - 隱式轉換為void *和顯式轉換為int *都很好。

IE

int *(*fn_ptr)(void) = foo;
void *raw = fn_ptr();
int data = *(int *)raw;

或者

void *(*fn_ptr)(void) = (void *(*)(void))foo;
void *raw = ((int *(*)(void))fn_ptr)();
int data = *(int *)raw;

---

或者讓 function 返回void * ：

void *foo(void) {
    int *data = malloc(sizeof(int));
    *data = 42;
    return data;
}

void *(*fn_ptr)(void) = foo;
void *raw = fn_ptr();
int data = *(int *)raw;