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c++ - c++中指针的类型是如何实现的？

问题描述

指针类型，如int*,char*和float*指向不同的类型。但我听说指针只是简单地实现为指向其他地址的链接 - 那么这个链接如何与编译器可以与链接地址的类型（该位置的变量）匹配的类型相关联？

标签： c++

解决方案

类型主要是中的编译时事物。变量的类型在编译时用于确定操作（在其他 C++ 代码中）对该变量执行的操作。

因此，当您bob使用类型变量时，它会在运行时映射到一个通用指针大小的整数，该整数增加.int*++sizeof(int)

在某种程度上，这是一个谎言；C++ 的行为是根据抽象机器而不是具体机器来指定的。编译器将您的代码解释为在该抽象机器（不存在）上表达操作，然后编写在具体硬件上实现这些操作（只要它们被定义）的具体汇编代码。

在那个抽象的机器里，int*不仅仅是数字。如果您取消引用 a并写入某些内存，则对 a 执行相同操作，并且内存重叠，在抽象机器中，结果是未定义的行为。double*int*double*

在该抽象机器的具体实现中，作为数字的指针int*或double*使用相同地址取消引用会导致非常明确的行为。

这种差异很重要。编译器可以自由地假设抽象机（其中int*和double*是非常不同的事物）是唯一重要的现实。因此，如果您写入 a int*，写入 adouble*然后从int*编译器读回可以跳过回读，因为它可以证明在抽象机器中写入 adouble*不能更改 aint*指向的值。

所以

int buf[10]={0};
int* a = &buff[0];
double* d = reinterpret_cast<double*>(&buff[0]);
*a = 77;
*d = 3.14;
std::cout << *a;

std::cout << *a编译器可以跳过明显的读取。同时，如果它真的发生在真实的硬件上，它会读取*d写入生成的位。

在推理 C++ 时，您必须同时考虑 3 件事；编译时发生了什么，抽象机器行为以及代码的具体实现。其中两个（编译时和抽象机）int*的实现方式与float*. 在实际运行时，int*两者float*都将是寄存器或内存中某处的 64 位或 32 位整数。

类型检查在编译时完成。错误会发生，或者永远不会发生，不包括 RTTI（运行时类型信息）的情况。

RTTI 类似于dynamic_cast，它不适用于指向float*or之类的原语的指针int*。

在编译时，该变量带有一个事实，它int*无处不在。在抽象机器中，同上。在具体的编译输出中，它忘记了它是一个int*.

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