如果余弦是 fptr，如何解析 *(void **) (&cosine)

Posted 2023-02-17

【中文标题】如果余弦是 fptr，如何解析 *(void **) (&cosine)

【英文标题】：How to parse *(void **) (&cosine) if cosine is a fptr

【发布时间】：2017-09-22 19:28:35

【问题描述】：

找到这个代码示例

void *handle;
double (*cosine)(double);
handle = dlopen("libm.so", RTLD_LAZY);
*(void **) (&cosine) = dlsym(handle, "cos");

我使用从右到左的读取规则来解析变量的类型：

double (*cosine)(double);

这里我从左到右写，但移动 LTR：“余弦”->“*”->“是一个指针” 然后 "(" 我们走出最里面的 () 范围 -> "(double)" -> "to function take one double" -> 并返回最左边的 "double"

但这到底是什么？我什至不知道从哪里开始解析）“&cosine”是地址还是引用？ (void **) 是什么意思？为什么它在外面有最左边的“*”？？？是取消引用还是类型？

*(void **) (&cosine)

【问题讨论】：

这只是一个演员表。您不能将该规则用于表达式，只能用于声明。

@Rakete1111 好的，但要转换成什么？ ) 在余弦之前是 & 的“地址”吗？

是的。这是void**的演员表。

Eeek;讨厌的 C 风格演员表。一个很好的例子，说明为什么你应该总是使用更安全、更明确/可读的 C++ 强制转换..

【参考方案1】：

是的，这是一口。

cosine 是一个函数指针。所以&cosine 是指向该指针的指针。然后当我们在它前面加上一个* 时，我们正在改变原来的指针，让它指向别的地方。

有点像这样：

int i = 5;
int *ip = &i;
*ip = 6;         /* changes i to 6 */

或者更像是这样：

char a[10], b[10];
char *p = a;
*(&p) = b;       /* changes p to point to b */

但在您的情况下，它甚至更棘手，因为cosine 是指向函数的指针，而不是指向数据的指针。大多数时候，函数指针指向您在程序中定义的函数。但在这里，我们安排让cosine 指向一个动态加载的函数，由dlsym() 函数加载。

dlsym 非常特别，因为它可以返回指向数据的指针，以及指向函数的指针。所以它有一个无法定义的返回类型。当然，它被声明为返回 void *，因为这是 C 中的“通用”指针类型。（想想 malloc。）但在纯 C 中，void * 是通用 data 指针类型;不保证可以和函数指针一起使用。

最直接的做法就是直接说

cosine = dlsym(handle, "cos");

但是现代编译器会抱怨，因为dlsym 返回void *，而cosine 的类型为double (*)(double)（即，指向函数的指针采用双精度并返回双精度），这不是可移植的转换。

所以我们绕过谷仓，间接设置cosine的值，而不是说出来

cosine = something

而是说出来

*(&cosine) = something

但这在dlsym 的情况下仍然不好，因为类型仍然不匹配。右边有void *，所以左边需要void *。解决方案是获取地址&cosine，否则它是指向函数的指针，并将其转换为指向指针的指针void，或void **，这样当我们在它前面打一个* 时，我们又得到了一个void *，这是分配dlsym 的返回值的正确目的地。所以我们最终得到了你问的那一行：

* (void **) (&cosine) = dlsym(handle, "cos");

现在，重要的是要注意我们在这里如履薄冰。我们已经使用& 和演员表来解决这样一个事实，即将指向void 的指针分配给“指向函数的指针”并不严格合法。在这个过程中，我们成功地消除了编译器的警告，即我们正在做的事情并不严格合法。 （事实上​​，消除警告正是最初程序员采用这种闪避的意图。）

潜在的问题是，如果数据指针和函数指针具有不同的大小或表示形式会怎样？这段代码花了一些时间来处理函数指针cosine，就好像它是一个数据指针一样，将数据指针的位塞入其中。例如，如果数据指针比函数指针大，这将产生可怕的影响。 （而且，在你问“但是数据指针怎么可能比函数指针大？”之前，这正是它们的样子，例如，在 MS-DOS 编程时代的“紧凑”内存模型中。 )

通常，玩这样的游戏来打破规则并关闭编译器警告是一个坏主意。不过，在dlsym 的情况下，这很好，我会说完全可以接受。 dlsym 不能存在于函数指针与数据指针不同的系统上，因此如果您完全使用 dlsym，您必须在所有指针都相同的机器上，并且此代码将起作用。

还值得一问，如果我们在调用dlsym 时必须使用演员表玩游戏，为什么还要用指针指针绕着barm 多走一圈？为什么不直接说

cosine = (double (*)(double))dlsym(handle, "cos");

答案是，我不知道。我很确定这个更简单的演员也可以工作（同样，只要我们在一个dlsym 可以存在的系统上）。也许有编译器会警告这种情况，只能通过使用诡计、双指针诡计来将其欺骗为静音。

另见Casting when using dlsym()。

【讨论】：

wow ) 所以，当我们将余弦变量的地址转换为这个指向空指针的指针时，我们有一个“普通的”“数据”指针，对吧？我的意思是这个指向变量（它是一个 fpt）的“高阶”指针是否会保留其保证的（void *）大小？或者指向 fptr (&cosine) 的强类型指针将保持“函数指针大小”？在 16 位 DOS 编译器中究竟会在哪里发生（理论上的）数据丢失？当我们通过地址分配一个 void *（比如 4 个字节）到函数 ptr 的位置（比如段：偏移 - 6 个字节）然后我们会“覆盖”内存单元？

@barney cosine 是一个函数指针。 &cosine 是一个数据指针（它指向变量cosine）。 (void **)(&cosine) 是一个稍微不同的数据指针，它指向存储cosine 的内存，但将指向的内存视为不同的类型——void *，而不是函数指针。因此，当我们说*(void **)(&cosine) = something; 时，它的位在哪里，就好像它是void *，这很好如果 void * 的大小和表示形式与函数指针完全相同.

我的意思是这个指向变量（它是一个 fpt）的“高阶”指针是否会保持其保证的 (void*) 大小？ 指针 (void **)(&cosine ) 不是函数指针。它是一个指向指针的指针（我猜这就是你所说的“高阶”），但外部的“高阶”指针指向的是void *，而不是函数指针。所以是的，当我们“通过地址分配一个 void * 到函数 ptr 的位置”时，我们可能会造成损害。

*(void **) 的扭曲在 dlsym() 的一些手册页中列出。实际上，编译器接受从 void * 到函数指针的显式转换（与需要转换的数据指针不同）并且是更可取的形式，因为不能保证 void * 具有与函数指针。我不知道任何编译器曾经发出过虚假警告 - 所以怀疑“在谷仓里转悠”（可爱的描述！）是由于某人太聪明或偏执而导致的

【参考方案2】：

这是讨厌的东西。 cosine 是一个指向函数的指针，该函数接受 double 类型的参数并返回 double。 &cosine 是该指针的地址。演员说假装该地址是一个指向空指针的指针。类型转换前面的* 是通常的解引用运算符，所以结果是告诉编译器假装cosine 的类型是void*，这样代码就可以将调用的返回值赋给dlsym 到 cosine。唷;好痛。

而且，只是为了好玩，void* 和指向函数的指针根本不相关，这就是代码必须经过所有这些转换的原因。 C++ 语言定义不保证这将起作用。即，结果是未定义的行为。

【讨论】：

根据 C 和 C++ 标准，dlsym 的使用一直是“未定义行为”。但保证可以在 POSIX 系统上工作。

@usr - 是的。我开始提到它在使用它的系统上可以正常工作，但决定继续贬低它。 “未定义的行为”并不意味着“会发生坏事”。我从未编写过那些东西，但乍一看，我只是将返回值从dlsym 转换为double(*)(double)。仍然未定义，但更清晰，并且仍然可以在任何地方工作。

是的，据我所知“指向函数的指针”甚至不能保证与 void * 大小相同

【参考方案3】：

对于 C，指向 void 的指针可以转换为 any 指向 object 的指针 无需 强制转换。但是，C 标准确实不保证void * 可以转换为指向函数的指针 - 因为函数不是对象 >.

dlsym 是一个 POSIX 函数；并且 POSIX 要求作为扩展，指向函数的指针必须可转换为 void * 并再次转换回来。但是，C++ 不允许在没有强制转换的情况下进行这种转换。

在任何情况下，*(void **) (&cosine) = dlsym(handle, "cos"); 强制转换意味着 指向返回 double 的函数 (double) 的指针的指针 被强制转换为 指向 void 的指针，然后取消引用以获得void * 类型的lvalue，dlsym 的返回值分配给该lvalue。这相当难看，在需要演员表的地方最好写成cosine = (double (*)(double))dlsym(handle, "cos")。当涉及到 C 时，两者都是未定义的行为，但后者没有那么多的黑魔法。