C中空指针的指针算法

Posted 2021-04-01

当指向特定类型（例如int，char，float，..）的指针递增时，其值将增加该数据类型的大小。如果指向大小为void的数据的x指针递增，那么如何指向前面的x字节？编译器如何知道将x添加到指针的值？

答案

最后的结论：void*上的算法在C和C ++中都是非法的。

GCC允许它作为扩展，请参阅Arithmetic on void- and Function-Pointers（请注意，本节是本手册“C扩展”一章的一部分）。为了与GCC兼容，Clang和ICC可能允许void*算术。其他编译器（如MSVC）不允许对void*进行算术运算，如果指定了-pedantic-errors标志，或者指定了-Werror-pointer-arith标志，则GCC不允许运算（如果您的代码库也必须使用MSVC编译，则此标志很有用）。

C标准发言

报价取自n1256草案。

标准对添加操作的描述说明：

6.5.6-2：另外，两个操作数都应具有算术类型，或者一个操作数应为指向对象类型的指针，另一个操作数应为整数类型。

因此，这里的问题是void*是否是指向“对象类型”的指针，或者等效地，void是否是“对象类型”。 “对象类型”的定义是：

6.2.5.1：类型被划分为对象类型（完全描述对象的类型），函数类型（描述函数的类型）和不完整类型（描述对象但缺少确定其大小所需信息的类型）。

该标准将void定义为：

6.2.5-19：void类型包含一组空值;它是一种不完整的类型，无法完成。

由于void是一个不完整的类型，它不是一个对象类型。因此，它不是加法运算的有效操作数。

因此，您无法对void指针执行指针运算。

笔记

最初，人们认为允许void*算术，因为C标准的这些部分：

6.2.5-27：指向void的指针应具有与指向字符类型的指针相同的表示和对齐要求。

然而，

相同的表示和对齐要求意味着可互换性作为函数的参数，函数的返回值和联合的成员。

所以这意味着printf("%s", x)具有相同的含义x是否具有char*或void*类型，但这并不意味着你可以对void*进行算术运算。

编者注：本答案已经过编辑，以反映最终结论。

另一答案

void*指针不允许指针运算。

另一答案

将它转换为char指针，将指针向前转x字节。

另一答案

你不能在void *类型上做指针算术，正是因为这个原因！

另一答案

C标准不允许void指针算术。但是，考虑到void的大小是1，允许GNU C.

C11标准§6.2.5

第 - 19段

void类型包含一组空值;它是一个不完整的对象类型，无法完成。

以下程序在GCC编译器中正常工作。

#include<stdio.h>

int main()
{
    int arr[2] = {1, 2};
    void *ptr = &arr;
    ptr = ptr + sizeof(int);
    printf("%d
", *(int *)ptr);
    return 0;
}

可能是其他编译器生成错误。

另一答案

在进行指针运算之前，必须将其强制转换为其他类型的指针。

另一答案

无效指针可以指向任何内存块。因此，当我们在void指针上尝试指针运算时，编译器不知道要递增/递减多少字节。因此，void指针必须首先被类型转换为已知类型，然后才能涉及任何指针算法。

void *p = malloc(sizeof(char)*10);
p++; //compiler does how many where to pint the pointer after this increment operation

char * c = (char *)p;
c++;  // compiler will increment the c by 1, since size of char is 1 byte.

另一答案

编译器通过类型转换知道。鉴于void *x：

• x+1向x添加一个字节，指针转到字节x+1
• (int*)x+1添加sizeof(int)字节，指针转到字节x + sizeof(int)
• (float*)x+1 addres sizeof(float) bytes等

虽然第一项是不可移植的并且违反了C / C ++的Galateo，但它仍然是C语言正确的，这意味着它将编译成大多数编译器的东西，可能需要一个合适的标志（如-Wpointer-arith）