关于 uintptr_t和intptr_t 类型

简介

最近在看代码时，发现了两个之前没见过的数据类型：​​intptr_t​​​，​​uintptr_t​​​。这两个数据类型是ISO C99定义的，具体代码在linux平台的​​/usr/include/stdint.h​​头文件中。

/* Types for `void *' pointers.  */
#if __WORDSIZE == 64
# ifndef __intptr_t_defined
typedef long int    intptr_t;
#  define __intptr_t_defined
# endif
typedef unsigned long int  uintptr_t;
#else
# ifndef __intptr_t_defined
typedef int      intptr_t;
#  define __intptr_t_defined
# endif
typedef unsigned int    uintptr_t;
#endif

为什么会根据不同的位数定义不同的长度呢？

先看下不同的数据类型在不同字长机器上长度大小。

位数	char	short	int	long	指针
16	1个字节8位	2个字节16位	2个字节16位	4个字节32位	2个字节16位
32	1个字节8位	2个字节16位	4个字节32位	4个字节32位	4个字节32位
64	1个字节8位	2个字节16位	4个字节32位	8个字节64位	8个字节64位

指针在32位平台和64位平台下均与​​long​​​ 类型的长度一致，然而在16位机器上，​​long​​为4个字节，而指针为2个字节。

因此，就可以发现​​intptr_t​​​和​​uintptr_t​​定义的巧妙之处：

在64位机器上，​​intptr_t​​​为​​long int​​​，​​uintptr_t​​​为​​unsigned long int​​​。而在非64位机器上，​​intptr_t​​​为int，​​uintptr_t​​​为​​unsigned int​​。

这样就可以保证​​intptr_t​​​和​​uintptr_t​​​的长度与机器的指针长度一致，因此在进行整数与 指针的相互转换时可以用​​intptr_t​​进行过渡。

下面写两个demo测试下。

测试

一般来讲，我们可能会 习惯性按照以下方式，直接对指针进行强制类型转换。

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main()
{
        int a = 12345;    
        int *p = &a;
        int ptr = (int )p;
        printf("%d\n",ptr);
        printf("sizeof(ptr):%ld,sizeof(p):%ld\n",sizeof(ptr),sizeof(p));
        return 0;
}

其实，在编译的时候GCC就已经给出了警告，​​Wpointer-to-int-cast​​ 意思是将指针转换为整型，二者大小不同。但我们大多数时候可能直接会忽略。

test.c: In function ‘main’:
test.c:13:12: warning: cast from pointer to integer of different size [-Wpointer-to-int-cast]
   13 |  int ptr = (int)p;
      |            ^
➜  code ./test
421252904
sizeof(ptr):4,sizeof(p):8

如果修改下程序

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main()

{
        uintptr_t a = 12345;
        uintptr_t *p = &a;
        uintptr_t ptr = (uintptr_t )p;
        printf("%lx\n",ptr);
        printf("sizeof(ptr):%ld,sizeof(p):%ld\n",sizeof(ptr),sizeof(p));
        return 0;
}

再次编译执行就不会警告了。

➜  code ./test            
7ffe06fb7d40
sizeof(ptr):8,sizeof(p):8

同样，将整型转换为指针也是这个道理。

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main()

{
        uintptr_t a = 12345;
        uintptr_t *p = (uintptr_t*)a;
        printf("%p\n",p);
        printf("sizeof(a):%ld,sizeof(p):%ld\n",sizeof(a),sizeof(p));
        return 0;
}

➜  code ./test            
0x3039
sizeof(a):8,sizeof(p):8

总结

总结一句话，​​intptr_t​​​、​​uintptr_r​​变量类型用于跨平台的情况下，不同机器字长（16位、32位、64位）整数与指针相互转移的的通用性。

本文参考

​​https://www.136.la/shida/show-382430.html​​