Что такое тип данных uintptr_t

Что это такое uintptr_tи для чего его можно использовать?

uintptr_tявляется целочисленным типом без знака, который способен хранить указатель данных. Что обычно означает, что это тот же размер, что и указатель.

Опционально определяется в C ++ 11 и более поздних стандартах.

Распространенная причина для того, чтобы получить целочисленный тип, который может содержать тип указателя архитектуры, состоит в том, чтобы выполнять целочисленные операции над указателем или скрывать тип указателя, предоставляя его как целочисленный «дескриптор».

Изменить: Обратите внимание, что у Стива Джессопа есть несколько очень интересных дополнительных деталей (которые я не буду красть) в другом ответе здесь для вас педантичных типов :)

Во-первых, в то время, когда задавался вопрос, uintptr_tне было в C ++. Это в C99, в <stdint.h>качестве дополнительного типа. Многие компиляторы C ++ 03 предоставляют этот файл. Это также в C ++ 11, <cstdint>где, опять же, это необязательно, и который ссылается на C99 для определения.

В C99 это определяется как «целочисленный тип без знака со свойством, что любой действительный указатель на void может быть преобразован в этот тип, затем преобразован обратно в указатель на void, и результат будет сравниваться равным исходному указателю».

Примите это, чтобы означать, что это говорит. Это ничего не говорит о размере.

uintptr_tможет быть такого же размера, как void*. Это может быть больше. Вероятно, он может быть меньше, хотя такая реализация на C ++ подходит извращенно. Например, на некоторой гипотетической платформе, где void*используется 32 бита, но используется только 24 бита виртуального адресного пространства, у вас может быть 24-бит, uintptr_tкоторый удовлетворяет требованию. Я не знаю, почему реализация сделала бы это, но стандарт разрешает это.

Это целочисленный тип без знака точно такого же размера, как указатель. Всякий раз, когда вам нужно сделать что-то необычное с указателем - как, например, инвертировать все биты (не спрашивайте, почему), вы uintptr_tприводите его и манипулируете им как обычным целым числом, а затем возвращаете.

Уже есть много хороших ответов на часть "что такое тип данных uintptr_t". Я попытаюсь ответить на вопрос "для чего это может быть использовано?" часть в этом посте.

В первую очередь для побитовых операций с указателями. Помните, что в C ++ нельзя выполнять побитовые операции с указателями. По причинам см. Почему вы не можете выполнять побитовые операции с указателем в C, и есть ли способ обойти это?

Таким образом, чтобы выполнять побитовые операции с указателями, нужно привести указатели к типу unitpr_t, а затем выполнить побитовые операции.

Вот пример функции, которую я только что написал для выполнения побитового исключения или двух указателей для хранения в связанном списке XOR, чтобы мы могли перемещаться в обоих направлениях, как список с двумя связями, но без штрафа за сохранение двух указателей в каждом узле ,

 template <typename T>
 T* xor_ptrs(T* t1, T* t2)
 {
     return reinterpret_cast<T*>(reinterpret_cast<uintptr_t>(t1)^reinterpret_cast<uintptr_t>(t2));
  }

Риск получить еще один значок Necromancer, я хотел бы добавить одно очень хорошее использование для uintptr_t (или даже intptr_t), и это написание тестируемого встроенного кода. Я пишу в основном встроенный код, предназначенный для различных процессоров, а в настоящее время - процессоров. Они имеют различную внутреннюю ширину шины, а tenisilica - это фактически гарвардская архитектура с отдельным кодом и шинами данных, которые могут быть различной ширины. Я использую стиль разработки, основанный на тестировании, для большей части своего кода, что означает, что я делаю модульные тесты для всех блоков кода, которые я пишу. Модульное тестирование на реальном целевом оборудовании является проблемой, поэтому я обычно пишу все на ПК на базе Intel в Windows или Linux с использованием Ceedling и GCC. Это, как говорится, много встроенного кода включает в себя битовый твидинг и манипулирование адресами. Большинство моих машин Intel являются 64-битными. Так что, если вы собираетесь тестировать код манипулирования адресами, вам нужен обобщенный объект для математики. Таким образом, uintptr_t дает вам независимый от машины способ отладки кода перед тем, как вы попытаетесь развернуть его на целевом оборудовании. Другая проблема заключается в том, что для некоторых машин или даже моделей памяти в некоторых компиляторах указатели функций и указатели данных имеют разную ширину. На этих машинах компилятор может даже не разрешить приведение между двумя классами, но uintptr_t должен быть в состоянии удерживать любой из них.