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为什么在 C 中 `char*` 可以别名任何对象指针,但反之则不行?

Linda Hamilton
Linda Hamilton原创
2024-11-18 10:36:02200浏览

Why Can `char*` Alias Any Object Pointer But Not Vice Versa in C?

C 中的别名:为什么 Char* 可以别名任何对象指针,但反之则不行?

在 C 编程中,严格的别名规则禁止通过别名直接访问不同类型的对象。虽然这条规则众所周知,但它经常让程序员想知道为什么 char* 指针可以为任何对象指针起别名,但反之则不行。

让我们探索这种不对称性背后的技术细节:

与 Char 指针的别名

Char指针提供了方便高效的读取和写入内存原始字节的方式。由于任何对象都可以存储为字节序列,因此 char 指针可以与任何类型的对象的指针建立别名,无论其内部结构如何。

与对象指针不别名

另一方面,对象指针表示数据结构的特定实例。当您有一个指向结构的指针时,访问该对象的各个成员是一个定义明确的操作。但是,尝试通过 char 指针访问相同的数据可能会导致未定义的行为,因为 char 类型不提供有关对象布局的信息。

示例

考虑以下代码:

struct my_struct {
    int x;
    int y;
};

int main() {
    struct my_struct s = {1, 2};
    char* p = (char*)&s;
    printf("%d\n", p[0]); // Output: 1 (accessing s.x)
    // ERROR: Attempting to access s.y using p[1] will result in undefined behavior
}

在此示例中, char* 指针 p 可以作为 struct my_struct 指针 &s 的别名,因为它提供对构成该结构的原始字节的访问。然而,严格的别名规则不允许通过 p[1] 访问 s.y,因为未指定数据作为 int 的解释。

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