c++ - Char 到 Int 指针转换不工作

Question

我对将 char 转换为 int 指针感到困惑。我正在检查指针的转换是如何工作的，下面的代码 int to char 工作正常。

#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    int a=65;
    void *p=&a;
    cout << *static_cast<char*>(p);
}

输出

A

但是当我尝试从 char 转换为 int 时，它没有显示正确的值。

#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    char a='A';
    void *p=&a;
    cout << *static_cast<int*>(p);

}

上面的代码有什么问题？输出是关于垃圾值的。

Answer 1

首先，你要明白x86架构就是所谓的little-endian。这意味着在多字节变量中，字节在内存中从最低位到最高位排序。如果您不明白那是什么意思，马上就会明白。

char 是 8 位——一个字节。当您将 'A' 存储到一个中时，它获得值 0x41 并且很高兴。 int 更大；在许多体系结构上，它是 32 位——4 字节。当您将值 'A' 分配给一个 int 时，它会得到值 0x00000041。这在数字上完全相同，但 int 中有三个额外的零字节。

因此您的 int 包含 0x00000041。在内存中，它以字节为单位排列，并且因为您使用的是小端架构，所以这些字节是从最低位到最高位排列的——与我们通常如何编写它们的相反!内存实际上是这样的:

      +----+----+----+----+
int:  | 41 | 00 | 00 | 00 |
      +----+----+----+----+
      +----+
char: | 41 |
      +----+

当您获取指向 int 的指针并将其转换为 char*，然后取消引用它时，编译器将获取 的第一个字节int —— 因为 char 只有一个字节宽 —— 并将其打印出来。其他三个字节被忽略!现在回头看看，如果 int 中的字节顺序颠倒过来，就像在大端架构上一样，您将取回零值!所以这段代码的行为——从 int* 到 char* 的转换如你所愿——完全取决于你运行它的机器.

另一方面，当您获取指向 char 的指针并将其转换为 int*，然后对它进行 defererence 时，编译器将获取一个字节如您所料，在 char 中，但随后它还会读取超过它的三个字节，因为 int 是四个字节宽!这三个字节是什么？你不知道!你的内存看起来像这样:

      +----+
char: | 41 |
      +----+
      +----+----+----+----+
int:  | 41 | ?? | ?? | ?? |
      +----+----+----+----+

您在 int 中得到一个垃圾值，因为您正在读取未初始化的内存。在不同的平台或不同的行星排列下，您的代码可能运行得非常好，也可能会出现段错误和崩溃。没有告诉。这就是所谓的未定义行为，这是我们与编译器一起玩的危险游戏。像这样处理内存时，我们必须非常小心；没有什么比不确定性代码更可怕的了。