将指针转换为指针…再转换为指针？

Question

我找到了这个片段。

void* operator new(size_t nbytes)
{
  if (nbytes == 0)
    nbytes = 1;                    // so all alloc's get a distinct address
  void* ans = malloc(nbytes + 4);  // overallocate by 4 bytes
  *(Pool**)ans = NULL;             // use NULL in the global new
  return (char*)ans + 4;           // don't let users see the Pool*
}

这里是https://isocpp.org/wiki/faq/dtors

我花了一个多小时试图理解*(Pool**)ans = NULL;的含义。 ans是一个void指针，所以我会认为它被转换为Pool指针并将池设置为0。不是指针而是池本身，因为左边有第三个*。但是，Pool没有定义operator=。

在声明中的pointer**显然是指向指针的指针......但在这种情况下，对我来说这毫无意义，因为ans是单个指针。

- lo tolmencre

Answer 1

在此处使用 Pool** 的唯一原因是语义正确，因为假设那个“隐藏”的 4 字节头应该是一个指向 Pool 的指针（因此 ans 是指向指向 Pool 的指针的指针，而 *(Pool **)ans 具有类型 Pool *）。

除非您能将 NULL 分配给 Pool，否则无法执行 *(Pool *)ans = NULL，而且这可能也不是预期的效果。像 *(int **)ans = NULL 或更荒谬的 *(Pool ******)ans = NULL 会产生相同的最终效果，但如果最终意图是指向 Pool 的指针，则在语义上会有些奇怪。

最终你会得到：

 +---+---+---+---+- - -
 | 0 | 0 | 0 | 0 | ... and nbytes more bytes
 +---+---+---+---+- - -

 ^ ans           ^ returned address (ans + 4)

这里的前4个字节是指向某个Pool的指针。

换个思路，忽略整个nbytes的概念，可以考虑这种通用模式：

void * ptr = malloc(sizeof(TYPE));
*(TYPE *)ptr = VALUE;

这应该很容易理解。如果TYPE是Pool *，VALUE是NULL，并且你将其套入该模式中，你可以看到它仍然很有意义：

void * ptr = malloc(sizeof(Pool *));
*(Pool **)ptr = NULL;

针对你的情况，你仍然基本上在这样做，尽管你在末尾分配了一些额外的字节，但这与这里的类型无关。

顺便说一下，在这里硬编码 4 而不是 sizeof(Pool *) 可能会引发麻烦（而且语法上懒惰）。

- Jason C

Answer 2

不，它并不是“转换为池指针”。这个转换操作是一个：

(Pool**)

这不是指向 Pool 的指针。这是指向指向 Pool 的指针。

因此，现在假设 ans 是一个 Pool **，因为它就是这样的。在这种情况下：

*ans = NULL;

现在，这会将指向ans的指针设置为NULL，而不是Pool类的某个实例。但是它指向了一个指针。

但是这里有一个更大的问题：

 void* ans = malloc(nbytes + 4);  // overallocate by 4 bytes
 *(Pool**)ans = NULL;             // use NULL in the global new
 return (char*)ans + 4;           // don't let users see the Pool*

这是非常老的代码，只有指针长度为4字节时才能正常工作。

在现代64位平台上，由于指针长度为8字节，整个程序将彻底失败...

- Sam Varshavchik

---

这不是“奇怪”的。这是一种假设所有指向对象的指针都是4字节（通常为32位）和相关对齐的代码。4可能最好重写为sizeof(Pool *)。或者完全删除它 - 偏移量更像是一种肮脏的技巧（程序员试图添加伪安全措施），并且在实际使用中没有太大作用。（如果删除它，请同时修改其他直接操作Pool的函数，因为它们也将使用该偏移量）。 - Peter

@Peter Sam 输入的是"OLD"而不是"ODD"。 - Jason C