“来自整数的指针/来自没有强制转换的指针的整数”问题

这个问题旨在成为整数和指针之间所有初始化/赋值问题的常见问题解答条目。

例如，我想编写将指针设置为特定内存地址的代码0x12345678。但是，当使用 gcc 编译器编译此代码时，我收到“初始化从整数生成指针而不进行转换”警告/错误：

int* p = 0x12345678;

类似地，此代码给出“初始化从指针生成整数而不进行强制转换”：

int* p = ...;
int i =  p;

如果我在变量声明行之外执行相同的操作，则消息是相同的，但显示“赋值”而不是“初始化”：

p = 0x12345678; // "assignment makes pointer from integer without a cast"
i = p;          // "assignment makes integer from pointer without a cast"

使用其他流行编译器进行的测试也会给出错误/警告消息：

• clang 说“整数到指针转换不兼容”
• icc 说“类型的值int不能用于初始化类型的实体int*"
• MSVC (cl) 表示“正在初始化int*间接级别不同int".

问题：上面的例子有效吗？

还有一个后续问题：

这不会给出任何警告/错误：

int* p = 0;

Why not?

不，它不是有效的 C，并且从来都不是有效的 C。这些例子是所谓的违反约束标准的。

该标准不允许您将指针初始化/分配给整数，也不允许将整数初始化/分配给指针。您需要使用强制类型转换手动强制类型转换：

int* p = (int*) 0x1234;

int i = (int)p;

如果您不使用强制转换，则代码不是有效的 C，并且您的编译器不允许在不显示消息的情况下让代码通过。转换运算符声明：C17 6.5.4/3：

约束条件
/--/
除 6.5.16.1 的约束允许的情况外，涉及指针的转换应通过显式强制转换来指定。

6.5.16.1 的规则简单的作业允许对指针进行某些隐式转换，请参阅 C17 6.5.16.1 §1：

6.5.16.1 简单赋值

约束条件

应满足下列条件之一：

• 左操作数具有原子、限定或非限定算术类型，右操作数具有 算术类型；
• 左操作数具有结构或联合类型的原子、限定或非限定版本 与权利类型相兼容；
• 左操作数具有原子、限定或非限定指针类型，并且（考虑类型 左操作数在左值转换后将具有）两个操作数都是指向限定的指针 或兼容类型的非限定版本，并且左侧指向的类型具有所有 右侧指向的类型的限定符；
• 左操作数具有原子、限定或非限定指针类型，并且（考虑类型 左操作数在左值转换后将具有）一个操作数是指向对象类型的指针， 另一个是指向 void 的限定或非限定版本的指针，以及指向的类型 左边有右边指向的类型的所有限定符；
• 左操作数是原子、限定或非限定指针，右操作数是空指针 持续的;或者
• 左操作数的类型为原子、限定或非限定 _Bool，右操作数是指针。

的情况下int* p = 0x12345678;，左操作数是指针，右操作数是算术类型。
的情况下int i = p;，左操作数是算术类型，右操作数是指针。
这些都不符合上述任何限制。

至于为什么int* p = 0;有效，这是一个特殊情况。左操作数是指针，右操作数是空指针常量. 有关空指针、空指针常量和 NULL 宏之间差异的更多信息.

一些注意事项：

• 如果将原始地址分配给指针，则该指针可能需要volatile合格的，因为它指向硬件寄存器或 EEPROM/闪存位置之类的东西，可以在运行时更改其内容。

• 即使使用强制转换，也不能保证将指针转换为整数。标准（C17 6.3.2.3 §5 和 §6 说）：

An integer may be converted to any pointer type. Except as previously specified, the result is implementation-defined, might not be correctly aligned, might not point to an entity of the referenced type, and might be a trap representation. ⁶⁸⁾

任何指针类型都可以转换为整数类型。除先前指定的情况外，结果 是实现定义的。如果结果不能用整数类型表示，则行为是 不明确的。结果不必在任何整数类型的值范围内。

信息脚注：

⁶⁸⁾ The mapping functions for converting a pointer to an integer or an integer to a pointer are intended to be consistent with the addressing structure of the execution environment.

此外，指针的地址可能比指针所能容纳的地址大。int，就像大多数 64 位系统的情况一样。因此最好使用uintptr_t from <stdint.h>