intptr_t 其实不是指针类型

本文解析了 Linux 中 intptr_t 类型的定义与用途,解释了它并非指针类型但为何与指针相关联,并探讨了其在内存管理中的应用。

 最近在看nginx源码,看到有一个类型intptr_t,没有见过,google了一下,有人说是指针类型,但是看nginx源码中对该类型变量的使用,好像不是指针类型。

static ngx_int_t
 667 ngx_get_options(int argc, char *const *argv)
 668 {
 669     u_char     *p;
 670     ngx_int_t   i;
 671 
 672     for (i = 1; i < argc; i++) {
 673 
 674         p = (u_char *) argv[i];
 675 
 676         if (*p++ != '-') {
 677             ngx_log_stderr(0, "invalid option: \"%s\"", argv[i]);
 678             return NGX_ERROR;
 679         }
 680 
 681         while (*p) {
 682 
 683             switch (*p++) {
 684 
 685             case '?':
 686             case 'h':
 687                 ngx_show_version = 1;
 688                 ngx_show_help = 1;
 689                 break;
其中ngx_int_t的定义如下:
78 typedef intptr_t        ngx_int_t;


于是在linux的头文件中查找这个类型的定义,在/usr/include/stdint.h这个头文件中找到了这个类型的定义(不知道怎么在这里插入图片,所以使用文字):

                           

117 /* Types for `void *' pointers.  */
118 #if __WORDSIZE == 64
119 # ifndef __intptr_t_defined
120 typedef long int        intptr_t;
121 #  define __intptr_t_defined
122 # endif
123 typedef unsigned long int   uintptr_t;
124 #else
125 # ifndef __intptr_t_defined
126 typedef int         intptr_t;
127 #  define __intptr_t_defined
128 # endif
129 typedef unsigned int        uintptr_t;
130 #endif

很明显intptr_t不是指针类型,但是上边的一句注释(/* Types for `void *' pointers. */)让人很疑惑。既然不是指针类型,但是为什么说类型是为了“void *”指针?

又查了一下在《深入分析Linux内核源码》中找到了答案,原文描述如下

尽管在混合不同数据类型时你必须小心, 有时有很好的理由这样做. 一种情况是因为内存存取, 与内核相关时是特殊的. 概念上, 尽管地址是指针, 内存管理常常使用一个无符号的整数类型更好地完成; 内核对待物理内存如同一个大数组, 并且内存地址只是一个数组索引. 进一步地, 一个指针容易解引用; 当直接处理内存存取时, 你几乎从不想以这种方式解引用. 使用一个整数类型避免了这种解引用, 因此避免了 bug. 因此, 内核中通常的内存地址常常是 unsigned long, 利用了指针和长整型一直是相同大小的这个事实, 至少在 Linux 目前支持的所有平台上.

因为其所值的原因, C99 标准定义了 intptr_t 和 uintptr_t 类型给一个可以持有一个指针值的整型变量. 但是, 这些类型几乎没在 2.6 内核中使用

该文的链接点击打开链接

<think>嗯,用户问的是如何在C/C++中使用指针进行取负操作。首先,我得明确一点,指针本身是内存地址,通常用十六进制表示,比如0x7ffd1234。直接对指针进行取负运算在C/C++中是没有直接的操作符支持的,因为取负操作符(-)主要是用于数值类型,而指针类型不是数值,虽然它们可以转换为整数,但这种转换可能涉及平台相关的处理。 首先,我需要确认用户的需求到底是什么。取负操作可能有两种理解:一种是想要对指针指向的数值取负,另一种是想要对指针的地址值本身取负。如果是前者,那其实很简单,就是先解引用指针,然后对值取负。例如,如果指针指向的是int型变量,可以用-*p来得到负数值。这种情况下,用户可能只是不太清楚如何正确解引用指针并进行运算。 如果是后者,也就是对指针的地址进行取负,这通常没有实际意义,因为内存地址都是正数,取负后的地址可能不在当前进程的合法内存范围内,强行操作会导致未定义行为,比如程序崩溃。这时候,用户可能需要进一步了解指针运算的基本概念,避免误用。 接下来,我需要检查用户提供的引用内容。引用[1]提到了指针运算的基础,包括加减运算和类型的影响。引用[2]讨论了如何通过指针访问类成员变量,引用[3]展示了用指针遍历数组的例子。这些引用都没有直接提到取负操作,但可以帮助解释指针的基本操作。 可能用户看到指针可以进行加减运算,误以为也能进行取负。这时候需要指出,指针的运算仅限于加减,以及与整数的加减,而乘除、取负等是不允许的。例如,指针加法允许p + n,但p * n或-p是不合法的。 另外,如果用户确实需要对指针指向的值取负,正确的做法是解引用后取负,比如int a = 5; int* p = &a; int b = -(*p);。这里需要强调解引用的必要性和正确用法。 还有一种情况是,用户可能想调整指针的偏移量,比如让指针指向当前地址的负数偏移位置。这时候可以使用减法,比如p = p - n,但这与取负运算不同,只是指针的减法操作。 最后,需要提醒用户注意指针操作的风险,比如访问非法内存导致的段错误或未定义行为。尤其是在进行指针运算时,必须确保运算后的指针仍然指向有效的内存区域。</think>关于C/C++指针取负运算的实现,需要从指针运算的基础特性和内存操作原理进行解释: 1. **指针的本质与取负限制** 指针存储的是内存地址值(如`0x7ffd1234`),在标准C/C++中: - 指针类型不支持直接取负运算符`-`操作 - 对指针地址进行数学取负无实际意义,地址空间均为正数 - 尝试强制转换运算会导致未定义行为[^1] 2. **合法操作场景与替代方案** 若需对指针指向的数值取负,正确方法是: ```cpp int value = 10; int* p = &value; int negative = -(*p); // 通过解引用后取负 ``` 3. **危险操作示例(不建议使用)** 强制类型转换的取负操作: ```cpp int* p = /*...*/; // 危险操作!可能引发段错误 int* negative_ptr = reinterpret_cast<int*>(-reinterpret_cast<intptr_t>(p)); ``` 这种操作会导致指针指向非法内存地址[^3]
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