c++ - 如何判断变量是否为指针？

Question

我正在阅读 Wolfenstein 3D code ，我遇到了 ISPOINTER 宏:

#define ISPOINTER(x) ((((uintptr_t)(x)) & ~0xffff) != 0)

我知道我们有 std::is_pointer ，但是这个宏是如何工作的？我尝试并以奇怪的行为失败了，我无法解释为什么会发生这种情况:

#define ISPOINTER(x) ((((uintptr_t)(x)) & ~0xffff) != 0)
int main()
{
        int* ptr;
        int val;

        if (ISPOINTER(ptr)) {
                std::cout << "`ptr`: Is Pointer" << std::endl;
        }
        if (ISPOINTER(val)) {
                std::cout << "`val`: Is Pointer" << std::endl;
        }
}

我没有任何输出，但如果我添加另一个指针:

#define ISPOINTER(x) ((((uintptr_t)(x)) & ~0xffff) != 0)
int main()
{
        int* ptr;
        int val;
        int* ptr2;

        if (ISPOINTER(ptr)) {
                std::cout << "`ptr`: Is Pointer" << std::endl;
        }
        if (ISPOINTER(val)) {
                std::cout << "`val`: Is Pointer" << std::endl;
        }
        if (ISPOINTER(ptr2)) {
                std::cout << "`ptr2`: Is Pointer" << std::endl;
        }
}

输出将是:

`ptr`: Is Pointer

什么 ISPOINTER正在做？这是未定义的行为？

Answer 1

让我们分步骤进行:((uintptr_t)(x))只是从任何 x 到 uintptr_t 的转换(能够存储指针值的无符号整数类型)~0xffff是 0xffff(全 1 的 16 位)的按位补码。其结果是一个除最后 16 位外全为 1 的数字。((uintptr_t)(x)) & ~0xffff是指针值与上述数字的按位与。这将有效地将指针值的最低 16 位清零。
完整的表达式现在只检查结果是否为零。因此，整个表达式基本上检查是否设置了除最低有效位 16 之外的任何位，如果设置了，则将其视为指针。
由于这来自 Wolfenstein 3D，他们可能假设所有动态分配的内存都位于高内存地址(高于 2^16)中。因此，这不是检查类型是否为指针或不使用 std::is_pointer 那样的类型系统。这是基于德军总部 3D 可能会运行的目标架构的假设。
请记住，这不是一个安全的假设，因为高于 2^16 的“正常”值也将被视为指针，并且您的进程的内存布局可能会因许多因素(例如 ASLR)而有很大不同