(size_t)((char *)0) 的计算结果是否不是 0？

Question

根据“为什么要在 offsetof() 中减去空指针？”（以及我对 K&R 的阅读）中的回答，C 标准并不要求这样做

(size_t)((char *)0) == 0

。不过，我从未见过将空指针转换为整数类型会计算出其他值的情况。

如果有一个编译器或场景

(size_t)((char *)0) != 0

，那是什么？

Answer 1

正如您所知，给定类型的空指针的物理表示不一定是全零位模式。当您强制将指针（任何指针）值转换为整数类型时，结果是实现定义的，但通常（这就是意图）指针的数值（数字地址）如果可能的话保持不变。这意味着，如果在给定平台上，类型为

char *

的空指针由

0xBAADF00D

模式表示（例如），则上述表达式的计算结果将为

0xBAADF00D

，而不是零。当然，为此您需要一个具有非零空指针的平台。我个人从未使用过此类平台，尽管我听说过许多类似的真实平台（例如，在嵌入式平台领域，这并不罕见）。

此外，作为补充说明，不同类型的空指针值可以有不同的物理表示，这意味着理论上您可以从

(size_t) ((int *) 0)

、

(size_t) ((char *) 0)

和

(size_t) ((double *) 0)

获得不同的值。但这将是一种相当奇特的情况，尽管从抽象 C 语言的角度来看这是完全可能的。

附注请阅读此处（C 常见问题解答），了解具有非零空指针的实际平台的一些示例。

Answer 2

C 标准对空指针运行时表示的唯一要求是（6.3.2.3/3“指针”）：

...生成的指针（称为空指针）保证与任何对象或函数的指针比较不相等。将空指针转换为另一种指针类型会生成该类型的空指针。

任意两个空指针比较应该相等。

不过，你的问题很有趣。就我个人而言，我不知道有哪个平台不使用运行时值 0 来表示空指针。 但是，标准并不要求它，所以如果您可以避免代码中的假设，为什么不呢？

我也对任何了解使用非零运行时值作为空指针的系统的人感兴趣。

Answer 3

C99 标准规定，当您将整数值

0

转换为指针时，它会变成 NULL 指针。所以

((char*)0)

是一个 NULL 指针。 NULL 指针不需要有

0

的实际二进制表示。例如，它可以是

0x12345678

。

C 标准进一步指出，当将 NULL 指针转换为整型常量时，结果是“实现定义的”。实际上，正如 AndreyT 所说，编译器所做的只是将指针的数值转换为相应的整数值。因此，在上面的示例中，整数值最终可能是

0x12345678

，尽管从技术上讲它可以是任何东西（即编译器可以说“将 NULL 指针转换回整数值会导致值

0xDEADBEEF

”） ”）。请注意，这意味着即使在 NULL 指针具有值

0

的平台上，编译器也可以在转换时将其转换为任意整数值。但实际上，没有编译器这样做，因为这相当疯狂。

所以，是的，C 标准允许很多事情。实际上，您可能使用的任何平台都将 NULL 指针表示为

0

，并将 NULL 指针转换为整数值将导致

0

。请查看此处（第 1.14 节），了解不使用

0

作为 NULL 指针的（模糊）架构的一些例外情况。

Answer 4

这不适用于

char*

甚至 C，但索引到数组的智能指针类可能会选择将

NULL

表示为

-1

，因为

0

是有效的数组索引。

考虑到

memset( my_new_struct, 0, sizeof my_new_struct );

的习惯用法，即使是以调试为中心的系统也不太可能打破这一特性。