指向 int == 指向 char 的指针(有点)?

在下面给出的这段代码中,我声明了一个指向 int 的指针,我们都知道 memcpy 返回一个指向目标字符串的空指针,所以如果 ptr 是指向 int 的指针,那么为什么 printf("%s",ptr); 是完全有效的,毕竟 ptr 不是指向 char 的指针。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
//Compiler version gcc  6.3.0

int main()
{
  char a1[20] ={0},a2[20] ={0};
  int *ptr;
  fgets(a1,20,stdin);
  fgets(a2,stdin);
  ptr = memcpy(a1,a2,strlen(a2)-1);
  printf("%s \n",ptr);
  if(ptr)
  printf("%s",a1);
  return 0;
}
lxyyxl001 回答:指向 int == 指向 char 的指针(有点)?

首先考虑ptr = memcpy(a1,a2,strlen(a2)-1);memcpy 被声明为 void *memcpy(void * restrict,const void * restrict,size_t),因此它接受传递给它的 a1a2,因为指向任何非限定对象类型的指针可能会被转换为 void *const void *。 (指向用 const 限定的对象类型的指针也可以转换为 const void *。)这遵循 C 2018 6.5.2.2 7 中函数调用的规则(参数被转换为参数类型,就像通过赋值) 和 6.5.16 1(一个操作数是一个可能限定的 void * 并且左边有右边的所有限定符)和 6.5.16 2(右边的操作数被转换为左边的类型)。

然后 memcpy 返回一个 void * 作为它的第一个参数(转换为 void * 后,我们尝试将其分配给 ptr。这满足赋值(其中一个操作数是 void *),因此它将指针转换为 ptr 的类型,即 int *。这受 6.3.2.3 7 约束:

指向对象类型的指针可以转换为指向不同对象类型的指针。如果结果指针未针对引用类型正确对齐,则行为未定义。否则,当再次转换回来时,结果将比较等于原始指针......

由于 a1 是一个没有请求对齐的 char 数组,它可以有任何对齐。它可能不适合 int。如果是这样,则 C 标准没有定义程序的行为,如上所述。

如果 a1 恰好与 int 对齐,或者 C 实现无论如何都成功转换了它,我们继续printf("%s \n",ptr);

printf 被声明为 int printf(const char * restrict,...)。对于对应于 ... 的参数,没有要转换为的参数类型。而是执行默认参数提升。这些影响整数和 float 参数,但不影响指针参数。因此,ptr 作为 printf 原样传递给 int *

对于 %s 转换,7.21.6.1 8 中的 printf 规则说“参数应是指向字符类型数组的初始元素的指针。”虽然 ptr 与初始元素指向内存中的相同位置,但它是指向 int 的指针,而不是指向初始元素的指针。因此,这是错误的参数类型。

7.21.6.1 9 说“……如果任何参数不是相应转换规范的正确类型,则行为未定义。”因此,C 标准并未定义该程序的行为。

在许多 C 实现中,指针是内存中的简单地址,int *char * 具有相同的表示形式,并且编译器会容忍为 int * 传递 %s转换。在这种情况下,printf 接收到它期望的地址并将在 a1 中打印字符串。这就是为什么你观察你所做的结果。 C 标准不需要这种行为。因为 printf 是标准 C 库的一部分,所以 C 标准允许编译器在使用外部链接调用时对其进行特殊处理。假设编译器可以将参数视为具有正确的类型(即使它没有)并将 printf 调用更改为使用 ptr 的循环,就好像它是一个 char * .我不知道在这种情况下有任何编译器会生成不需要的代码,但关键是 C 标准并没有禁止它。

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为什么 printf("%s",ptr);完全有效

它不是 - 它可能按预期工作,但不能保证。通过将错误类型的参数传递给 printf,您调用了未定义的行为,这仅意味着编译器不需要以任何特定方式处理这种情况。你可能会得到预期的输出,你可能会得到垃圾输出,你可能会得到运行时错误,你可能会破坏你的系统状态,你可能会打开一个通往宇宙另一端的黑洞。

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