c - 将 void* 指针转换为 char* 指针并对其进行指针算术运算是否有效？

Question

我有一个 Pointer(void*) 指向内存中的 malloc block /数组，我知道存储在该 block 中的数据结构的大小。我希望能够遍历该 block 以访问任何单个值。

程序知道:

• 那个 void* 指针将指向这个 malloc 内存块的开始。

• 每个值的大小[以字节为单位]，但不是实际存储的数据结构。

• 容量[以字节为单位]:这些值的潜在数量(分配了多少内存)

这意味着我已经 malloc'ed: Capacity*Size_of_value 字节，我想通过以下方式获得指向该 block 内任何值的指针:

1. 将 void* 指针转换为 char* 指针。

2. 将 Size_of_value 的所需倍数添加到 char*Pointer:从而获得指向任何所需值的指针。

我了解到，将 N 添加到 char* 指针会导致它向前移动 N 个字节。而且我知道指针必须向前移动 [amount] 个字节，我可以将 [amount] 添加到这个 char* 指针。

我找不到合适的来源，通常只能确定不允许对 void* 进行算术运算。

从到目前为止我一起破解的内容来看，它似乎可以正常工作，只要存储的结构具有恒定的已知大小即可。结构中的灵活数组成员破坏了我当前的实现。这是一个我计划通过创建扩展来解决的缺点:列表将包含一个指向指针数组的指针，这些指针将提供对实际值的访问。

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可能有用也可能没用的上下文:

我正在研究一个列表数据结构的实现，我将它实现为一个具有更多接口(interface)的基本动态数组(在需要时扩展和收缩)。

我了解链表，我还计划将它们作为不同的练习来实现。

我这样定义列表:

typedef struct TLIST_
{
    size_t size_of_value;      // size [in bytes] of each record stored in the list
    size_t list_capacity;      // memory has been allocated for this many values(size can't be larger than this)

    size_t list_size;          // number of stored records 
    void* pointer_to_zero;     // address of the content
} tlist;

// The list has a few other values for various options and operations(e.g.: disallowing it to expand automatically, displaying the content), but those four values is all that's needed for this problem.

获取指向给定索引处值的指针的函数:

void* tehlist_generic_getPointerToIndex(const tlist* list__, const int index__) 
{
    const int capacity =  (*list__).list_capacity;
    if( index__ >= 0 && index__ < capacity )
    {
        // Move pointer forward by a given amount of bytes, through casting the void* to a char*
        // 1. Can't do pointer arithmetic on void*, but can on char*
        // 2. char* is defined as 1[unit or byte],
        // thus moving char* forward by N, causes it to move as if we were moving through a pointer that was of size N

        void* pointer_to_index = (*list__).pointer_to_zero;

        const size_t bytes_forward = (*list__).size_of_value*index__;
        pointer_to_index = (char*)(pointer_to_index) + ( bytes_forward );

        return pointer_to_index;
    }
    return 0;
}

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我发现的额外信息:

GNU C 编译器提供了一个 C 语言扩展，允许对 void* 进行算术运算，将其视为大小为 1(就像它被转换为 char* ):

https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Pointer-Arith.html#Pointer-Arith

这在 ISO C 中是不允许的，仅在 GNU C 中是不允许的。

Answer 1

是的，转换为 char * 总是合法的，取消引用该指针仅在分配的 block 范围内合法。