c - 类型转换实际上有什么作用吗？

Question

考虑以下代码段:

char x[100];
double *p = &x;

如预期的那样，将产生以下警告:

f.c:3:15: warning: initialization of ‘double *’ from incompatible pointer type ‘char (*)[100]’ 
[-Wincompatible-pointer-types]
    3 |   double *p = &x;
      |               ^

只需更改为

double *p = (double*)&x;

我的问题是，类型转换真的有作用吗？如果不进行强制转换，代码将无效吗？还是仅仅是使编译器安静的一种方法？什么时候需要类型转换？
我知道您可以对以下代码段产生一些影响:

int x = 666;
int y = (char)x;

但这不一样吗？

int x = 666;
char c = x;
int y = c;

如果相同，则强制转换会执行某些操作，但这不是必需的。正确的？
请帮助我理解这一点。

Answer 1

类型转换可以做几件不同的事情。正如其他答案所提到的，它几乎总是更改要转换的值的类型(或者可能是该类型的属性，例如const)。它还可能以某种方式更改数值。但是有许多可能的解释:

有时它只是使警告静音，根本不执行任何“真正的”转换(就像在许多指针强制转换中一样)。

有时它使警告静音，仅保留类型更改而没有值更改(如其他指针强制转换一样)。

有时，类型更改尽管不涉及明显的值更改，但在以后使用该值时却暗示着非常不同的语义(同样，在许多指针强制转换中)。

有时，它要求进行无意义或不可能的转换。

有时，它执行的转换是编译器自己执行的(带有或不带有警告)。

但有时它会强制执行编译器无法执行的转换。

另外，有时编译器尝试发出的警告，强制转换的沉默，无害和/或令人讨厌的内容，但有时它们是真实的，并且代码可能会失败(即，当沉默的警告正在尝试时告诉你)。
对于一些更具体的例子:
更改类型但不更改值的指针强制转换:

char *p1 = ... ;
const char *p2 = (const char *)p;

还有一个:

unsigned char *p3 = (unsigned char *)p;

指针强制转换可以更显着地改变类型，但这可以保证(在某些架构上，它也可能会改变值):

int i;
int *ip = &i;
char *p = (char *)ip;

同样重要的指针强制转换，但很可能不正确:

char c;
char *cp = &c;
int *ip = (int *)cp;
*ip = 5;                  /* likely to fail */

指针强制转换毫无意义，即使使用显式强制转换，编译器也拒绝执行它:

float f = 3.14;
char *p = (char)f;        /* guaranteed to fail */

进行转换的指针强制转换，但无论如何编译器都将进行转换:

int *p = (int *)malloc(sizeof(int));

(这被认为是一个坏主意，因为在您忘记包含 <stdlib.h>来声明 malloc()的情况下，强制转换可以使警告静音，从而警告您该问题。)
由于C语言中一种非常特殊的特殊情况，从整数到指针的三个强制转换实际上是定义明确的:

void *p1 = (void *)0;
char *p2 = (void *)0;
int *p3 = (int *)0;

从整数到指针的两个强制转换不一定有效，尽管编译器通常会做一些显而易见的事情，并且强制转换将使否则的警告消失:

int i = 123;
char *p1 = (char *)i;
char *p2 = (char *)124;
*p1 = 5;                  /* very likely to fail, except when */
*p2 = 7;                  /* doing embedded or OS programming */

从指针到 int的转换非常可疑:

char *p = ... ;
int i = (int)p;

从指针到整数应该足够大的强制转换:

char *p = ... ;
uintptr_t i = (uintptr_t)p;

强制转换会更改类型，但“丢弃”而不是“转换”值，并且使警告消失:

(void)5;

进行数字转换的转换，但无论如何编译器都进行转换:

float f = (float)0;

尽管通常不会更改位模式，但可以更改类型和解释值的转换:

short int si = -32760;
unsigned short us = (unsigned short)si;

进行数字转换的转换，但是编译器可能会警告过的转换:

int i = (int)1.5;

进行转换的编译器不会进行的转换:

double third = (double)1 / 3;

最重要的是， Actor 绝对可以做事:其中一些有用，其中一些不必要但无害，其中一些危险。
如今，许多C程序员之间的共识是，大多数强制转换是或应该是不必要的，这意味着避免显式强制转换是一个不错的规则，除非您确定自己知道自己在做什么，并且怀疑显式是合理的在其他人的代码中进行强制转换，因为这很可能是麻烦的征兆。

作为最后一个例子，就是这种情况，在过去，确实使灯泡在指针转换方面对我来说一直亮着:

char *loc;
int val;
int size;

/* ... */

switch(size) {
    case 1: *loc += val; break;
    case 2: *(int16_t *)loc += val; break;
    case 4: *(int32_t *)loc += val; break;
}

loc += val的这三个实例执行了三项完全不同的操作:一个更新一个字节，一个更新一个16位int，一个更新一个32位int。 (所讨论的代码是一个动态链接器，执行符号重定位。)