*(int*)(buffer) 的意思是什么？

Question

在我阅读的 C++ 代码中，发现了以下内容。有谁能帮助我理解以下语句的作用？

在一份 C++ 代码中，我找到了以下内容。有人可以帮我理解以下语句的含义吗？

char buffer[4096];
// some code
int size = *(int*)(buffer);

- shaikh

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你知道(int*)buffer的意思吗？如果不知道，可以了解一下类型转换。你知道一元解引用运算符*是什么（例如当你有*some_pointer时会发生什么）吗？如果不知道，也需要了解一下。然后把每个主题的知识结合起来，就像它们在你想知道的表达式中结合一样。 - Some programmer dude

这个语句在某些架构上可能会导致对齐异常。 - dbrank0

这个语句也会导致未定义行为。 - 2501

它正在获取buffer的地址，将其转换为int *，然后取消引用结果指针，这是未定义的行为。特别地，不能保证buffer在接受int边界上对齐。行为是未定义的。您不应尝试运行此代码。 - Tom Karzes

Answer 1

char buffer[4096];//this is an array of 4096 characters
// some code

int size = *(int*)(buffer);

将已腐败的字符指针（即buffer）转换为整数指针。然后对其进行解引用以获取整数值。假设您的计算机中int的大小为4字节，则从中获取的整数值将由buffer数组的前4个字符值组成，或者通常由sizeof(int)个字符组成。

换句话说，前sizeof(int)个字符的内存表示形式将被视为代表单个整数值，因为现在它由整数指针指向，并且当该整数指针被解引用时，它将存储在size整数变量中。

话虽如此，正如评论部分已经反复说明的那样，此代码不安全。其中一件事是，某些CPU具有严格的对齐要求（请参见此答案），在这种情况下，不能保证buffer数组的第一个元素的地址符合整数对齐要求，导致在这些CPU上产生未定义操作。

更多关于此代码不安全并可能无法给您想要的结果的原因，请参见@Lundin答案。

- Biruk Abebe

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@user694733，没错，由于指向int的指针的错误内存对齐，它可能会在某些架构上崩溃。 - David Ranieri

@user694733 谢谢您的反馈，我已经尝试提及一个我知道会在某些CPU上导致未定义操作的原因。Lundin的答案更详细地讨论了这段代码的问题，我觉得我会重复别人已经说过的话。 - Biruk Abebe

Answer 2

简而言之，这段代码很糟糕，不要再用了。

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(buffer) 这个括号表示程序员对自己的编程能力缺乏信心。

由于buffer是一个字符数组，仅使用标识符buffer会给你一个指向第一个元素的指针：char指针。

(int*) 这是一种类型转换，将char指针转换为int指针。

* 获取整数指针的内容，结果存储在整数size中。

请注意，这段代码完全不安全。许多指针转换会调用定义不清的行为。可能存在对齐问题。可能存在指针别名问题（Google“strict aliasing rule”）。此特定代码还取决于字节顺序，这意味着它需要字符数组的内容具有给定的字节顺序。

总的来说，在做这样的事情时，使用有符号类型如int或char（也许是带符号的）没有任何意义。特别是，char类型非常棘手，因为它具有实现定义的符号性并且应该避免使用。改用unsigned char或者uint8_t。

稍微好一点的代码看起来像这样：

#include <stdint.h>

uint8_t buffer[4096];
// some code
uint32_t size = *(uint32_t*)buffer;

- Lundin

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我认为你的示例代码不应该使用指针解引用技巧。使用memcpy仍可能存在字节序问题，但至少不会有未定义行为。 - user694733

代码仍具有相同未定义行为，如何使其更少出错？ - 2501

因为它没有提到的类型问题。展示如何修复这个问题是代码片段的目的。要修复未定义行为，您需要做一些更加激烈的事情。 - Lundin

提出的替代方案存在问题：它强加了一个原始代码中不存在的限制，即目标硬件必须提供8位本地类型和32位本地类型。这可能是一个有效的更改，但是对于那些对原始代码有不同要求的代码示例，应该指出这些差异。unsigned char将永远存在；而uint8_t则可能不存在。 - Pete Becker

Answer 3

我可以帮助您理解以下语句的含义吗？

第一条语句：

char buffer[4096];

声明了一个大小为4096的chars数组。

第二个语句为：

int size = *(int*)(buffer);

1. 首先将已腐朽的字符指针传递给数组buffer（也称为buffer），该指针指向其第一个元素，在其声明时设置。

2. 然后将其转换为指向int或int*的指针。

3. 最后，将此指针的内容（将是int类型）赋值给变量size。

- Marievi

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“first takes the address of array buffer” 是错误的，获取 buffer 的地址应该是 &buffer。相反，buffer 会衰变为指向其第一个元素的指针。 - Some programmer dude

除非回答也解释了为什么这段代码是错误的，不然我不能点赞。 - user694733

@user694733 的确，如果只有一个答案清楚地解释了为什么这是UB。 - 2501

Answer 4

它获取buffer[0]的地址，将其强制转换为int*，解引用该地址，并使用解引用后的值初始化size。换句话说，它获取buffer的前sizeof(int)个字节，将这些字节视为一个int，并将该int的值存储在size中。

- Benjamin Lindley

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它并不直接获取buffer[0]的地址。相反，数组会退化成指向其第一个元素的指针。 - Some programmer dude

我不能点赞，除非答案还解释了为什么这段代码是错误的，不应该使用。 - user694733