空指针和指向函数指针的指针之间的转换

Question

我知道 void * 并且函数指针无法安全地转换。

我的问题是下面的代码。

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

void f(void *);

void g(void) {
    printf("hello world\n");
}

int main(void) {
    void (*p)(void) = g;
    void (**pp)(void) = malloc(sizeof(void (*)(void)));
    pp = &p;
    f(pp);
    free(pp); //segfault
    return EXIT_SUCCESS;
}

void f(void *p) {
    (*(void (**)(void))p)();
}

它在 gcc 中使用 -Wall -Wextra -pedantic -std=c99 编译良好，但在程序调用 free 时在运行时失败。在这种情况下有什么问题？指向函数指针的指针不是数据指针吗？

事后思考:

正确的代码是这样的，

int main(void) {
    void (*p)(void) = g;
    f(&p);
    return EXIT_SUCCESS;
}

我不知道为什么我会感到困惑:/

Answer 1

您的代码中存在错误:

您首先为函数指针分配空间并将地址存储在pp 中。

void (**pp)(void) = malloc(sizeof(void (*)(void)));

然后你立即用局部函数函数p的地址覆盖它:

pp = &p;

您调用 f()，后者会调用传递地址处的函数指针。

f(pp);

最后，您尝试释放 局部变量的地址，这是未定义的行为，您的环境会崩溃。

free(pp); //segfault

您可能打算将 p 的值存储在分配的对象中，而不是 pp = &p;:

*pp = p;

您关于转换 void * 和函数指针的评论是正确的:void * 指针不能安全地转换为 void(*)()反之亦然。对象指针和函数指针可能具有不同的不兼容表示。

在您的情况下，您将 void * 的返回值从 malloc() 隐式转换为指向函数指针 void (**)() 的指针。这种转换是正确的，因为 malloc 被定义为返回一个适合存储任何对象类型的指针(前提是分配了足够的空间)。

相应地，当将指针 pp 传递给 f 时，您将其隐式转换为 void *，后者又将其转换回 >无效 (**)()。定义这样的转换是因为任何对象指针都可以安全地转换为 void * 并返回其原始类型。为了完整起见，所有函数指针都可以安全地从一种类型转换为另一种类型，只要它们在调用之前转换为引用函数的实际类型即可。