将具有不同指针类型参数的函数指针进行强制转换

Question

#include <stdio.h>

typedef struct {
    int i;
} A;

void f(A* a) {
    printf("%d\n", a->i);
}

int main() {
    void (*pf)(void*) = (void(*)(void*))&f;
    A a;
    pf(&a); // 1
    ((void(*)(A*))pf)(&a); // 2
}

一个函数指针 void(*)(A*) 被转换为一个函数指针 void(*)(void*)。然后它被调用时带有参数类型为 A*。

当直接使用时，是否可以保证其正确工作 (1)？还是需要像 (2) 一样进行转换回去？

- tmlen

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这是未定义行为。 - tstanisl

Answer 1

首先, C11标准, 6.3.2.3p8允许在具有不同签名的函数指针之间进行转换。

一个类型为T1的函数指针可以被转换成另一个类型为T2的函数指针，其中T2和T1的返回类型和参数类型都可以不同。转换后得到的函数指针可以通过强制类型转换再转回原来的类型，且其值不变。

方法1

pf(&a); // 1

不行。这是未定义的行为，不能保证可行。根据C11标准, 6.3.2.3p8：

如果使用转换后的指针调用与所引用类型不兼容的函数，则行为未定义。

方法2

((void(*)(A*))pf)(&a); // 2

它是好的和定义的。因为函数签名为void(A*)的函数是通过指向void(A*)的指针调用的。

编辑

函数类型的兼容性在6.7.6.3p15中定义：

为了使两个函数类型兼容，两者都必须指定兼容的返回类型。此外，如果两个函数都存在参数类型列表，则其参数类型列表应在参数数量和省略号终止符的使用上达成一致；相应的参数应具有兼容的类型。...

函数void(void*)和void(A*)不兼容，因为类型void*和A*不兼容。

- tstanisl