（struct*）vs（void*）——C11/C99中的功能原型等效_C_Posix_Function Pointers_C11_Function Prototypes

（struct*）vs（void*）——C11/C99中的功能原型等效

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昨晚我试图实现GLOB_ALTDIRFUNC，突然遇到了一个有趣的问题

虽然语义上可能稍有不同，但是

（void*）

和

（struct*）

类型是否等效

示例代码：

typedef struct __dirstream DIR;
struct dirent *readdir(DIR *);
DIR *opendir(const char *);
...
struct dirent *(*gl_readdir)(void *);
void *(*gl_opendir)(const char *);
...
gl_readdir = (struct dirent *(*)(void *))readdir;
gl_opendir = (void *(*)(const char *))opendir;
...
DIR *x = gl_opendir(".");
struct dirent *y = gl_readdir(x);
...

我的直觉是这样说的；它们具有基本相同的存储/表示/对齐要求；对于参数和返回类型，它们应该是等价的

和的第6.2.5节（类型）和第6.7.6.3节（功能声明器（包括原型））似乎证实了这一点

因此，从理论上讲，应采取以下措施：

现在我在BSD和GNULIBC代码中看到了类似的事情，这很有趣

这些转换的等价性是来自编译器的实现工件的结果，还是可以从标准规范推断出的基本限制/属性

这会导致未定义的行为吗

@恩韦尔霍夫说：

对于要兼容的两种指针类型，两者应相同合格，且两者都应是指向兼容类型的指针

好的，这是钥匙。

（void*）

和

（struct*）

怎么会不兼容

从6.3.2.3指针：指向一种类型函数的指针可以转换为指向另一种类型函数的指针，然后再转换回来；结果应进行比较等于原始指针。如果使用转换的指针调用类型与指向类型不兼容的函数行为是未定义的

还没有决定

进一步澄清：

结构依赖于它们的第一个元素进行对齐，所以结构指针的对齐要求应该与空指针的对齐要求相同，对吗
我最初没有在任何地方指定
```
DIR
```
，但它保证是一个结构
问题的关键是知道我是否可以避免包装（就像我为gl_closedir所做的那样，它的类型显然是不兼容的）
虽然C11/C99可能不允许这样做，但实际上BSD和GNU系统代码使用了这样的方法，因此可能有其他相关标准（如POSIX）指定了这种行为

野外的例子，在这一特征中：

（ABI不应更改，由
```
\u GNU\u SOURCE
```
->
```
\u USE\u GNU
```
控制）

因此，到目前为止，我的想法是：

我想不出任何理由你不能用
```
（void*）
```
交换
```
（struct*）
```
，反之亦然
```
struct
```
将与第一个元素对齐，这可能是
```
char
```
，因此指针的要求与
```
void
```
指针的要求完全相同
因此，
```
struct
```
指针应该与
```
void
```
指针具有相同的实现要求，所有
```
struct
```
指针都必须等效，这进一步加强了这一点
所以
```
（const void*）
```
应该等同于
```
（const struct*）
```
和
```
（void*）
```
应等同于
```
（struct*）
```
等等，具有所有特殊属性

来自C99标准，6.7.5.1指针声明器：

对于要兼容的两种指针类型，两者都应具有相同的资格，并且都应是指向兼容类型的指针

所以

void*

和

DIR*

不兼容

从6.7.5.3功能声明器（包括原型）：

对于要兼容的两种功能类型，两者都应指定兼容的返回类型。此外，参数类型列表（如果两者都存在）应在参数数量和省略号终止符的使用方面保持一致；相应参数应具有兼容类型

因此

struct dirent*（*）（void*）

（gl_readdir的类型）和

struct dirent*（*）（DIR*）

（readdir的类型）不兼容

从6.3.2.3指针：

指向一种类型函数的指针可以转换为指向另一种类型函数的指针，然后再转换回来；结果应与原始指针进行比较。如果使用转换的指针调用类型与指向类型不兼容的函数，则行为未定义

所以

是未定义的行为。

struct x*

和

struct y*

对于任意两个

和

保证具有相同的表示和对齐要求，对于

联合指针相同，但不是无效指针和结构指针：

指向void的指针应具有相同的表示和对齐方式
要求作为指向字符类型的指针。48）类似地，指针
兼容类型的合格或不合格版本应具有
相同的表示和对齐要求。所有指向
结构类型应具有相同的表示和对齐方式
需求是相互关联的。所有指向联合类型的指针应具有
表示和对齐要求彼此相同。指针
到其他类型不需要具有相同的表示或对齐方式
要求
此外，函数类型的“子类型”的相同表示和对齐要求是不够的。对于通过要定义的函数指针进行的调用，函数指针的目标类型必须与实际函数的类型兼容，对于函数兼容性，需要在相应的函数参数之间严格兼容，这在技术上意味着，例如，void foo（char*）与void foo（char const*）不兼容即使char*
和char const*
具有相同的表示和对齐方式

要使两种函数类型兼容，则
gl_readdir = (struct dirent *(*)(void *))readdir;
gl_readdir(x);

struct dirent;
typedef /* opaque */ DIR;
extern struct dirent *readdir (DIR *);

struct dirent *(*gl_readdir)(void *);
gl_readdir = (struct dirent *(*)(void *))readdir;
DIR *x = /* ... */;
struct dirent *y = gl_readdir(x);

static struct dirent *
gl_readdir_glue (void *closure)
{
    return readdir((DIR *)closure);
}

gl_readdir = gl_readdir_glue;