函数指针的大小有啥保证？

Posted 2023-02-25

【中文标题】函数指针的大小有啥保证？

【英文标题】：What is guaranteed about the size of a function pointer?函数指针的大小有什么保证？

【发布时间】：2011-04-25 21:39:12

【问题描述】：

在 C 中，我需要知道结构的大小，其中包含函数指针。我可以保证在所有平台和架构上：

void* 的大小与函数指针的大小相同？ 函数指针的大小不会因其返回类型而有所不同？ 函数指针的大小不会因其参数类型而有所不同？

我认为所有这些的答案都是肯定的，但我想确定一下。就上下文而言，我打电话给sizeof(struct mystruct)，仅此而已。

【参考方案1】：

来自 C99 规范，第 6.2.5 节，第 27 段：

指向 void 的指针应具有相同的 表示和对齐 需求作为一个指针 字符类型。同样，指针 到合格或不合格的版本 兼容类型应具有相同的 表示和对齐 要求。所有指向的指针 结构类型应具有相同的 表示和对齐 互相要求。全部 指向联合类型的指针应具有 相同的表示和对齐 互相要求。指针 其他类型不必有相同的 表示或对齐 要求。

所以不；不保证void * 可以保存函数指针。

以及第 6.3.2.3 节第 8 段：

指向一种类型的函数的指针 可以转换为指向 a 的指针 另一种类型的功能并返回 再次;结果应比较相等 到原来的指针。

暗示一种函数指针类型可以保存任何其他函数指针值。从技术上讲，这与保证函数指针类型不能改变大小不同，只是保证它们的值彼此占据相同的范围。

【参考方案2】：

不，不，不。

C 不支持具有不同代码和数据指针大小的哈佛架构，因为理想情况下，在为此类架构编程时，您希望将数据存储在程序内存中（字符串文字等），并且您需要这样做对象指针指向代码空间。但它并没有禁止它们，所以就标准而言，函数指针可以引用与数据地址空间大小不同的地址空间。

但是，任何函数指针都可以转换为另一个函数指针类型[*]并返回而不会丢弃值，就像任何对象指针都可以转换为void*并返回一样。因此，函数指针的大小会根据其签名而变化，这将是相当令人惊讶的。如果您必须能够以某种方式在更小的空间中存储相同的值，然后在回退时检索它，那么额外的空间没有明显的“用途”。

[*] 谢谢，肖特。

【讨论】：

更一般地说：任何函数指针都可以转换为任何其他函数指针类型并返回。 (C99 6.3.2.3/8)

@schot：对，在那种情况下，让它们不同大小确实是不正当的，因为无论大小如何，所有函数指针类型都必须表示完全相同的一组值。即每个函数的地址，加上一个空指针。

优秀的答案。我前几天的问题在这里说明了潜在的陷阱：***.com/questions/3889541/…

"C 并不真正支持哈佛架构";我认为这是一个红鲱鱼。有很多这样的架构支持 C！

@Oli：当然，您可以将内容复制到数据空间中，但是您有（a）但没有（b）。您正在占用宝贵的内存，这正是程序员控制优化的动机。通过“丑陋的黑客”，我想到了nongnu.org/avr-libc/user-manual/pgmspace.html。然后你不能得到一个真正的“对象”指针，例如程序本身可以传递给memcpy，因为 memcpy 不知道如何取消引用它。要做到这一点，你必须投降，只是增加对象指针的大小，再次消耗宝贵的内存，并且可能需要在每次内存访问时进行运行时切换！

【参考方案3】：

除了其他答案，***这样说：

http://en.wikipedia.org/wiki/Function_pointer

虽然 C 中的函数指针和 C++ 可以很简单地实现 地址，所以通常 sizeof(Fx)==sizeof(void *)，会员 C++中的指针经常被实现 作为“胖指针”，通常是两个或 一个简单的大小的三倍 函数指针，为了处理 使用虚拟继承。

函数指针是一种抽象。只要满足标准的要求，一切皆有可能。 IE。如果您的程序中的函数少于 256 个，则函数指针可以通过使用单个字节来实现，其值为 0 表示 NULL，值 1 到 255 作为具有物理地址的表的索引。如果超过 255 个函数，可以扩展为使用 2 个字节。

【讨论】：

我不明白这是怎么回事。对于合法的 C 实现来说，这确实是一种可能性，但如果有这样的实现，我会感到惊讶。

不是我的反对意见，但是 C++ 成员指针的东西是无关紧要的，因为问题是关于 C 的。最后一段是一个非常好的观点，不过，函数指针当然 可以 合法地成为某个表的索引，具有额外的间接级别来实际调用它们。

【参考方案4】：

有一个过去很常见的不同尺寸的实际示例。在 MS-DOS 和早期的 Windows C 编程中，在“中等”内存模型中，您有 16 位数据指针和 32 位函数指针，而“紧凑”内存模型则相反。