为什么我不能对void指针的转换进行算术运算？

Question

void foo(void *ptr, int numBytes)
{
    (char*)ptr += numBytes;
}

这在C语言中无法编译通过。我知道替代方案，但为什么这段代码不能工作呢？问题出在哪里？

- Brandon Yates

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同样的原因，为什么 5 += 7 失败。 - milleniumbug

因为您没有使用GCC。更准确地说，C标准禁止它，因为指向的对象大小未知且指针算术运算依赖于对象的大小。您也不能增加函数指针。GCC允许在void *上进行算术运算（将其视为与此目的同义的char *），但这是标准的扩展，更常意外使用而非有意使用。避免在void *上进行算术运算！ - Jonathan Leffler

实际上，我的先前评论（感谢上帝它只是一条评论）大多与问题无关；它详细说明了为什么ptr += numBytes;对于除GCC（以及可能是在其GCC兼容模式下的clang）之外的编译器都不可接受，而不是为什么强制转换无法正常工作。这些信息是正确的，但略微偏离主题。 - Jonathan Leffler

Answer 1

问题

问题在于(char*)ptr将不会产生一个lvalue，这意味着该值无法被修改——可以将其视为转换的临时结果，转换将产生类型为char*的rvalue。

从语义上讲，这与下面的示例相同，转换会产生一个临时值，这样的值不能被赋予新值。

int x = 123;

(float)x += 0.12f; /* (1), illegal                                     */
                   /*  ^-- sementically equivalent to `123.f += 0.12f` */

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解决方案

在你的问题中，你已经提到了一个解决该问题的方法，但我想明确地写出解决方案，以展示如何修改ptr的值，即使转换得到的值是不可修改的。

1. 取指向void的指针的地址。
2. 将这个地址强制转换为指向char指针的指针。
3. 对指针进行引用操作，得到指向char的指针。
4. 按照char*类型来修改这个左值，就像原始的void*是char*类型一样。

*((char**)&ptr) += numbytes; // make `ptr` move forward `numbytes`

注意: 当解引用一个指针时，你会得到一个左值(lvalue)，否则将无法改变存储在指针地址中的指向值(pointed to value)的值。

- Filip Roséen - refp

Answer 2

那是因为(char*)ptr不是左值。

尝试使用以下代码：

void foo(void *ptr, int numBytes)
{
    char* p = (char*)ptr;
    p += numBytes;
}

更新

可以在cppreference.com上找到有关各种值类型的简要说明。这篇文章讨论了C++中的值类型，但核心思想也适用于C。

对于本文的讨论，

左值是指标识非临时对象或非成员函数的表达式。

您可以获取左值的地址并将其分配给不同的值。

例如：

int i;
int* p = &i;
i = 20;

相比之下，

一个prvalue（“pure” rvalue）是指标识临时对象（或其子对象）的表达式，或者是与任何对象都没有关联的值。

字面值42是一个rvalue。你不能这样写：

int* p = &42;
42 = 53;

在这行中，

    char* p = (char*)ptr;

从 (char*)ptr 创建了一个 lvalue (p)。 因此，可以使用：

    p += numBytes;

- R Sahu

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你能再详细解释一下吗？对于一个初学者来说，这两个看起来是一样的。它只是看起来你使用了一个临时中间值，然后它就神奇地工作了。 - Mr. Llama

这个答案中有一个误导性的链接指向C++语言参考资料，并且还提到了“成员函数”，这在C语言中是不存在的。不要混淆或让其他人混淆C和C++，这是有害的。 - The Paramagnetic Croissant

Answer 3

< p>在 = 的左侧，您需要一个 lvalue 。但是 （char *）ptr 不是一个lvalue。

- CS Pei