在C中存储整数和泛型指针的最便携的方法是什么

Question

我正在开发一个系统（虚拟机？不知道如何调用它），其中每个数据结构都是一个数组（或结构），开头有三个整数字段（必须在一个接一个的开头，没有填充字节）和n通用指针。我对此想了很多，但似乎很难找到一个明确的解决方案。

下面是我的第一次尝试。

void **a = malloc(SOME_SIZE);
a[0] = (void *)1;
a[1] = (void *)0;
a[2] = (void *)1;
a[3] = malloc(SOME_SIZE); a[4] = malloc(SOME_SIZE); //and so on...

我在这里不确定void *转换为整数是否安全。经过一番研究，我将代码更改如下。

void **a = malloc(SOME_SIZE);
*(uintptr_t *)a = 1;
*((uintptr_t *)a + 1) = 0;
*((uintptr_t *)a + 2) = 1;
a[3] = malloc(SOME_SIZE); a[4] = malloc(SOME_SIZE); //and so on...

但后来我发现，在某些平台上，sizeof(void *)可能不等于sizeof(uintptr_t)。所以我决定把它改成一个结构。

typedef struct data {
    size_t counts[3]; //padding bytes are okay after this line
    void *members[]; //flexible array member
} *data;
data a = malloc(sizeof(*a) + SOME_SIZE);
a->counts[0] = 1;
a->counts[1] = 0;
a->counts[2] = 1;
a->members[0] = malloc(SOME_SIZE); a->members[1] = malloc(SOME_SIZE); //and so on...

在这里，我发现了一个问题，即C中没有100%可移植的通用指针，但我找不到解决方案，所以让我忽略一些具有不同指针大小的wierd平台。

既然void *可以存储指向任何对象的指针，那么我的最后一个解决方案是否满足了我的目的？我不太熟悉灵活的数组成员，所以我可能犯了一个错误。或者可能还有一些我遗漏了。

感谢您的帮助。

Answer 1

您可以使用单个void*数组，将它们强制转换为uintptr_t以获得它们的整数值。

uintptr_t是能够存储指针的无符号整数类型。请参阅什么是uintptr_t数据类型。

请记住，这是一个非常丑陋、难以阅读和危险的把戏。

Answer 2

假设您有一些方法可以知道哪些东西是整数，哪些是指针，那么您可以合法地使用union，它将整数和指针组合在一起。在所讨论的整数类型没有填充位或陷阱表示的系统上，存储指针然后读回整数应该总是产生一个值（而不是导致未定义的行为），但所讨论整数的值应该被认为是无意义的。即使整数类型恰好是uintptr_t，我认为也不能保证类型punning是在指针类型和整数类型之间转换的合法方式。

存储一个整数值然后读取指针肯定是未定义的。整数值的行为不是通过读取合法指针来读取的。如果有一个uintptr_t是通过对合法指针进行类型双关获得的，那么使用类型双关将该值转换回指针可能会起作用，但我不知道是否指定了它。我不认为将这样的整数强制转换为指针类型会起作用，也不认为可以在通过强制转换获得的uintptr_t上使用类型punning。