七．指针类型转换和安全问题
1.指针类型转换
当我们初始化一个指针或给一个指针赋值时，赋值号的左边是一个指针，赋值号的右边是一个指针表达式。在我们前面所举的例子中，绝大多数情况下，指针的类型和指针表达式的类型是一样的，指针所指向的类型和指针表达式所指向的类型是一样的。
例：
1. float f=12.3;
2. float *fptr=&f;
3. int *p;
在上面的例子中，假如我们想让指针p指向实数f，应该怎么办，用下面的这条语句：
p=&f;
显然是不对。因为指针p的类型是int*，它指向的类型是int。表达式&f的结果是一个指针，指针的类型是float*,它指向的类型是float。两者不一致，直接赋值的 方法是不行的。
为了实现我们的目的，需要进行"强制类型转换"：
p=(int*)&f;
如果有一个指针p，我们需要把它的类型和所指向的类型改为TYEP*和TYPE，
那么语法格式是：
(TYPE*)p；
这样强制类型转换的结果是一个新指针，该新指针的类型是TYPE*，它指向的类型是TYPE，它指向的地址就是原指针指向的地址。而原来的指针p的一切属性都没有被修改。
一个函数如果使用了指针作为形参，那么在函数调用语句的实参和形参的结合过程中，也会发生指针类型的转换。
例：
void fun(char*);
int a=125, b;
fun((char*)&a);
...
...
void fun(char*s)
{
char c;
c=*(s+3);*(s+3)=*(s+0);*(s+0)=c;
c=*(s+2);*(s+2)=*(s+1);*(s+1)=c;
}
}
注
意这是一个32位程序，故int类型占了四个字节，char类型占一个字节。函数fun的作用是把一个整数的四个字节的顺序来个颠倒。不知道读者注意到了
吗？在函数调用语句中，实参&a的结果是一个指针，它的类型是int
*，它指向的类型是int。形参这个指针的类型是char*，它指向的类型是char。这样，在实参和形参的结合过程中，我们必须进行一次从int*类型
到char*类型的转换。结合这个例子，我们可以这样来想象编译器进行转换的过程：编译器先构造一个临时指针
char*temp，然后执行temp=(char*)&a，最后再把temp的值传递给s。所以最后的结果是：s的类型是char*,它指向的
类型是char，它指向的地址就是a的首地址。我们已经知道，指针的值就是指针指向的地址，在32位程序中，指针的值其实是一个32位整数。那可不可以把一个整数当作指针的值直接赋给指针呢？就象下面的语句：
unsigned int a;
TYPE *ptr;//TYPE是int，char或结构类型等等类型。
...
...
a=20345686;
ptr=20345686;
//我们的目的是要使指针ptr指向地址20345686（十进制）ptr=a;
//我们的目的是要使指针ptr指向地址20345686（十进制）编译一下吧。面两条语句全是错的。那么我们的目的就不能达到了吗？NO，还有办法：
unsigned int a;
TYPE *ptr; //TYPE是int，char或结构类型等等类型。
...
...
a=某个数，这个数必须代表一个合法的地址；
ptr=(TYPE*)a；//呵呵，这就可以了。
严格说来这里的(TYPE*)和指针类型转换中的(TYPE*)还不一样。这里的(TYPE*)的意思是把无符号整数a的值当作一个地址来看待。
上面强调了a的值必须代表一个合法的地址，否则的话，在你使用ptr的时候，就会出现非法操作错误。
想想能不能反过来，把指针指向的地址即指针的值当作一个整数取出来。完全可以。下面的例子演示了把一个指针的值当作一个整数取出来，然后再把这个整数当作一个地址赋给一个指针：
例：
int a=123,b;
int *ptr=&a;
char *str;
b=(int)ptr;//把指针ptr的值当作一个整数取出来。
str=(char*)b;//把这个整数的值当作一个地址赋给指针str。
好了，现在我们已经知道了，可以把指针的值当作一个整数取出来，也可以
把一个整数值当作地址赋给一个指针。
2.指针的安全问题
看下面的例子：
例：
char s=‘a’;
int *ptr;
ptr=(int*)&s;
*ptr=1298；
指
针ptr是一个int*类型的指针，它指向的类型是int。它指向的地址就是s的首地址。在32位程序中，s占一个字节，int类型占四个字节。最后一条
语句不但改变了s所占的一个字节，还把和s相临的高地址方向的三个字节也改变了。这三个字节是干什么的？只有编译程序知道，而写程序的人是不太可能知道
的。也许这三个字节里存储了非常重要的数据，也许这三个字节里正好是程序的一条代码，而由于你对指针的马虎应用，这三个字节的值被改变了！这会造成崩溃性
的错误。
让我们再来看一例：
例：
1. char a;
2. int ptr=（int*）&a;
...
...
3. ptr++;
4. *ptr=115;
该例子完全可以通过编译，并能执行。但是看到没有？第3句对指针ptr进行
自加1运算后，ptr指向了和整形变量a相邻的高地址方向的一块存储区。这块存储区里是什么？我们不知道。有可能它是一个非常重要的数据，甚至可能是一条代码。而第4句竟然往这片存储区里写入一个数据！这是严重的错误。所以在使用指针时，使用者心里必须非常清
楚：我的指针究竟指向了哪里。在用指针访问数组的时候，也要注意不要超出数组的低端和高端界限，否则也会造成类似的错误。在指针的强制类型转
换：ptr1=(TYPE*)ptr2中，如果sizeof(ptr2的类型)大于sizeof(ptr1的类型)，那么在使用指针ptr1来访问
ptr2所指向的存储区时是安全的。如果sizeof(ptr2的类型)小于sizeof(ptr1的类型)，那么在使用指针ptr1来访问ptr2所指
向的存储区时是不安全的。至于为什么，读者结合上面的例来想一想，应该会明白的。
阅读(844) | 评论(0) | 转发(0) |
