c - 指针、转换和不同的编译器

Question

我现在正在参加 ANSI C 编程语言类(class)，并尝试从讲师的幻灯片中运行这段代码:

#include<stdio.h>

int main()
{
    int a[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
    double *p;

    for (p = (double*)a; p<(double*)(a+5); ((int*)p)++)
    {
        printf("%d",*((int*)p));
    }

    return 0;
}

不幸的是，它不起作用。在 MacOS、XCode、Clang 上我得到一个错误:“Assignment to cast is illegal, lvalue casts are not supported” 在 Ubuntu gcc 上我得到下一个错误:“lvalue required as increment operand "

我怀疑问题出在我们学习 ANCI C 的编译器上，它有自己的要求，可能会违反其他标准。

Answer 1

关于((int*)p)++:

(int *) p 的结果是一个值。这与左值不同。左值(可能)指定一个对象。例如，在 int x = 3; 之后，名称 x 指定我们定义的对象。我们一般可以在表达式中使用它，比如y = 2*x，然后x就是它的值。但我们也可以在赋值中使用它，例如x = 5，然后将x用于对象。

表达式(int *) p接受p并将其转换为指向int的指针。结果只是一个值。它不是左值，因此不代表可以修改的对象。

++ 运算符修改一个对象。所以它只能应用于左值。由于 (int *) p 不是左值，因此 ++ 不能应用于它。

正如您展示的那样，幻灯片中的代码是不正确的，我不希望它在任何 C 实现中都能正常工作。 (C 确实允许实现进行许多扩展，但扩展 C 以允许此操作是不寻常的。)

关于(double*)a和(int*)p:

C 确实允许您将指向对象的指针转换为指向不同类型对象的指针。对此有各种规定。重要的一点是生成的指针必须与其指向的类型正确对齐。

对象有各种对齐要求，这意味着它们必须放置在内存中的特定地址。通常，char 对象可以有任何地址，int 对象必须是四字节的倍数，而 double 对象必须是八字节的倍数.这些要求因 C 实现而异。我将使用这些值进行说明。

当您将适当的 double * 转换为 int * 时，我们知道生成的指针是四的倍数，因为它开始时是八的倍数 (假设上述要求)。所以这是一个安全的转换。当您将 int * 转换为 double * 时，它可能有错误的对齐方式。特别是，给定一个 int 数组 a，我们知道 a[0] 或 a[1] 对于 double 必须不正确对齐，因为如果其中一个是八字节的倍数，另一个必须是八的倍数的四个字节。因此，这段代码中int *到double *的转换不是C标准定义的。

它们可能适用于许多 C 实现，但您不应依赖它们。

C 规则还规定，当指向对象的指针转换回其原始类型时，结果等于原始指针。因此，如果遵守了对齐规则，示例代码中的往返转换就没问题了:您可以将 int * 转换为 double *，然后再转换回int *，前提是遵守对齐要求。

如果 double * 被用于访问 double，那将违反别名规则。通常，当一种类型的对象被当作另一种类型来访问时，C 并没有定义行为。有一些异常(exception)，特别是字符类型。然而，简单地来回转换指针而不使用它们来访问对象是可以的，除了对齐问题。