什么时候uintptr_t优于intptr_t？

Question

鉴于我需要在结构中存储"泛型"指针的值并且对指向的内存本身没有兴趣,我发现将它存储为intptr_t比a 更为语义正确void*.问题是a uintptr_t是否更适合,并且当一个人更喜欢另一个人时？

Answer 1

这听起来很奇怪,因为它需要演员阵容.void *C中的A 具有巨大的优势,它可以在没有强制转换的情况下转换为其他对象指针类型/从其他对象指针类型进行转换

uintptr_t如果你想对指针的某些部分做一些事情,那么这可能是有意义的,你无法通过有符号整数(例如将它们向右移动)来做.

Answer 2

它主要是一种风格论证(优化编译器可能生成相同或非常相似的代码).但是,指针比较可能是一个棘手的问题.

^{记住,比纯粹的标准C指针比较仅对指向相同聚合数据的指针大致有意义.您可能不允许比较两个结果malloc,例如保留已排序的指针数组.}

我会保留它们void*,或者作为uintptr_t.签名intptr_t有分隔负数和正数的不便,以及它们来自重要的应用程序指针,这可能不受欢迎.

^{请注意,a void*不能被解除引用:作为一个uintptr_t,您必须将其强制转换为对地址指向的数据执行有用的操作; 但是void*指针可以传递给例程memset}

PS.我假设一个普通的处理器(例如某些x86,PowerPC,ARM,......)具有平坦的虚拟地址空间.您可能会发现异国情调的处理器 - 可能是某些DSP - 具有非常显着的差异(并且可能intptr_t并不总是有意义的;请记住在20世纪90年代的Cray Y-MP超级计算机sizeof(long*) != sizeof(char*);当时C99不存在,我不确定它<stdint.h>是否可以在这样的机器上有意义)

Answer 3

您应该选择适合给定系统和程序的类型。大多数时候，指针是正地址值，在这种情况下uintptr_t是正确的类型。但是有些系统使用负地址作为表达内核空间的一种方式，正如这里所解释的：指针（地址）可以为负吗？这就是为什么有两种不同类型的原因。

对于通用指针类型的(u)intptr_tvs void*，前者在坚固、专业的程序中更受欢迎。有许多与指针类型相关的问题/错误来源：

• 各种不同的指针类型通常彼此不兼容，并且不能使用别名。这是对象指针和函数指针的问题。
• 你经常有像 那样的类型限定符const，这使得与该类型之间的指针转换有问题或定义不明确。
• void*与其他指针类型之间的转换是隐式发生的，这使得与使用错误指针类型相关的错误很容易被忽视。这在 C++ 中已修复，但在 C 中仍然存在危险。以旧但经典的“我在 C90 中使用 malloc 时忘记包含 stdlib.h”错误为例。
• 对指针执行算术运算会带来许多陷阱，因为您只能安全地对指向已分配数组的指针执行算术运算。然而，正如任何使用嵌入式系统的人都知道的那样，除了指向数组之外，通常还有许多其他原因可以拥有内存地址。
• 您甚至无法对void*. 这样做依赖于非标准编译器扩展。

话虽如此，很多遗留代码都依赖于void指针，在受限上下文中使用它们是完全没问题的。一些示例是依赖通用回调函数的规范代码：bsearch、qsort、 pthreads 等。

然而，我不建议void在设计新的 C 程序时使用指针——在我看来，它们最好被视为过去的一个危险特性。现在存在更好和更安全的通用 C 编程方法，例如 C11 _Generic，使用指定初始值设定项的技巧，将参数作为数组指针传递（到 VLA），在编译时检查边界static_assert等。一些例子可以在我的回答中找到：如何创建类型安全的枚举？.