c - 指向整数并再次返回的指针

Question

首先，让我强调一下，这个问题本质上是法律问题。我不是问以下程序在实践中是否会在实际实现中起作用，我问的是根据 ISO 最严格的法律解释它是否合法(:= 不产生未定义的行为) -9899 标准(:1999 和 :2011)。

问题是是否允许将指针转换为 uintptr_t 整数，对该整数执行一些算术运算，将其返回相同的值，然后将整数转换回指针。

那么，下面的程序是否合法(在它不会产生未定义行为的意义上)？

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
int
main(void)
{
  int answer = 42;  void *ptr;
  uintptr_t deepthought;
  ptr = &answer;
  deepthought = (uintptr_t)ptr;
  ptr = 0;
  deepthought ^= 0xdeadbeef;
  printf("I'm thinking about it...\n");
  deepthought ^= 0xdeadbeef;
  ptr = (void *)deepthought;
  printf("The answer is: %d\n", *((int *)ptr));
  return 0;
}

再次声明，我知道这段代码在任何真实系统上都不会造成任何困难。问题是它是否符合 C 标准中的法律术语，尤其是。 ISO-9899:1999 中的§7.18.1.4/ISO-9899:2011 中的§7.20.1.4，其中短语“具有可以转换任何指向 void 的有效指针的属性的无符号整数类型为这种类型，然后转换回指向 void 的指针，结果将与原始指针进行比较”:尚不清楚“然后转换回”是否允许中间算术计算。

为了让这个问题少一些理论性，这里有一个原因可能希望禁止这种处理。如果我们稍微改变一下示例，使指针被 malloc 化而不是指向局部变量，并且如果它碰巧在具有(保守的)垃圾收集器的实现上运行，则内存可以在 printf 调用期间被回收，因为在那一刻，没有任何东西指向该内存区域。因此，如果 C 标准使上述示例不合法(例如，如果没有任何内容可以写入始终不持有合法指针值的指针)，这为垃圾收集器所做的假设提供了合法的理由。

但我重申，问题是关于 C 标准的解释学，而不是关于任何实际或现实世界的结果。

Answer 1

是的，它必须有效。

根据我阅读标准语的方式，您可以将 deepthought 的值写入文件(比如使用 fwrite)，销毁程序中该值的任何副本，然后再次从文件中读取值 (fread)。如此读取并转换为指针的值必须与原始指针比较。我没有找到任何禁止这样做的措辞。

可以移动对象地址的垃圾收集器必须考虑到这种可能性。