Ist &*p gültiges C, vorausgesetzt, dass p ein Zeiger auf einen unvollständigen Typ ist?

Ist das folgende Beispiel eine gültige vollständige Übersetzungseinheit in C?

struct foo;

struct foo *bar(struct foo *j)
{
    return &*j;
}

struct foo ist ein unvollständiger Typ, aber ich kann im C-Standard kein explizites Verbot der Dereferenzierung eines unvollständigen Typs finden. Insbesondere heißt es in §6.5.3.2:

Das Unäre & Operator liefert die Adresse seines Operanden. Wenn der Operand vom Typ ”Typ” ist, hat das Ergebnis den Typ ”Zeiger auf Typ”. Wenn der Operand das Ergebnis eines unären ist * Operator, weder dieser Operator noch der & -Operator wird ausgewertet und das Ergebnis ist so, als ob beide weggelassen würden, außer dass die Einschränkungen für die Operatoren weiterhin gelten und das Ergebnis kein L-Wert ist.

Die Tatsache, dass das Ergebnis kein Lvalue ist, ist nicht relevant – Rückgabewerte müssen dies nicht sein. Die Einschränkungen bei der * Operator sind einfach:

Der Operand des unären *-Operators muss vom Typ Zeiger sein.

und auf der & Betreiber sind:

Der Operand des unären & Operator soll entweder ein Funktionsbezeichner, das Ergebnis von a [] oder unär * -Operator oder ein Lvalue, der ein Objekt bezeichnet, das kein Bitfeld ist und nicht mit dem deklariert wird register Speicherklassenbezeichner.

Beides ist hier trivialerweise erfüllt, also dürfte das Ergebnis gerade eben äquivalent sein return j;.

gcc 4.4.5 kompiliert diesen Code jedoch nicht. Es gibt stattdessen den folgenden Fehler:

y.c:5: error: dereferencing pointer to incomplete type

Ist das ein Fehler in gcc?

Ja, ich denke es ist ein Bug. Auch lvalues ​​von unvollständigen Typen, also *jscheinen je nach Kontext erlaubt zu sein:

6.3.2.1 … Ein lvalue ist ein Ausdruck mit einem Objekttyp oder einem unvollständigen Typ außer void

Grundsätzlich sollte dies funktionieren, solange Sie nichts mit einem solchen Wert tun, der etwas über die Struktur von wissen muss struct. Wenn Sie also nicht auf das Objekt zugreifen oder nach seiner Größe fragen, ist dies legal.

Der C99-Standard (ISO/IEC 9899:1999) beschreibt das Verhalten:

§6.5.3.2 Adress- und Indirektionsoperatoren

Der unäre &-Operator gibt die Adresse seines Operanden zurück. Wenn der Operand vom Typ ”Typ” ist, hat das Ergebnis den Typ ”Zeiger auf Typ”. Wenn der Operand das Ergebnis eines unären *-Operators ist, wird weder dieser Operator noch der &-Operator ausgewertet und das Ergebnis ist so, als ob beide weggelassen würden, außer dass die Einschränkungen für die Operatoren weiterhin gelten und das Ergebnis kein L-Wert ist.

Das bedeutet, dass &*j ist äquivalent zu j.

Jedoch, j soll ein Zeiger auf ein Objekt sein, und es ist nur ein Zeiger auf einen unvollständigen Typ, wie GCC 4.4.5 sagt.

§6.3.2.3 Zeiger

Ein Zeiger auf void kann in oder von einem Zeiger auf einen beliebigen unvollständigen oder Objekttyp konvertiert werden. Ein Zeiger auf einen unvollständigen oder Objekttyp kann in einen Zeiger auf void und wieder zurück umgewandelt werden; das Ergebnis soll mit dem ursprünglichen Zeiger verglichen werden.

Beachten Sie, dass es zwischen einem Objekttyp und einem unvollständigen Typ unterscheidet; dies kommt im Standard häufig vor.

Diese Beobachtung in der Frage ist also falsch:

Beide sind hier trivial zufrieden,

Die Variable j ist kein Zeiger auf ein Objekt; es ist ein Zeiger auf einen unvollständigen Typ, der kein Objekt ist.

§6.2.5 Typen

[…] Typen werden unterteilt in Objekttypen (Typen, die Objekte vollständig beschreiben), Funktionstypen (Typen, die Funktionen beschreiben) und unvollständige Typen (Typen, die Objekte beschreiben, denen jedoch Informationen fehlen, die zum Bestimmen ihrer Größe erforderlich sind).

Ja. Zeiger in C haben normalerweise die gleiche Größe (auf einigen eingebetteten Systemen können sie unterschiedlich sein). Das bedeutet, dass der Compiler dafür den richtigen Assembler-Code generieren kann, obwohl der Typ “unbekannt” ist.

Mit diesem Ansatz können Sie die interne Datenstruktur vollständig nach außen verbergen. Verwenden ein typedef einen Zeiger auf eine Struktur zu deklarieren und die Struktur nur in Ihren internen Header-Dateien zu deklarieren (dh den Dateien, die nicht Teil Ihrer öffentlichen API sind).

Der Grund, warum sich gcc 4.4.5 beschwert, ist folgender: Wenn Sie Zeiger auf den unvollständigen Typ außerhalb der Implementierung verwenden, sollte es funktionieren. Aber der Code ist Teil der Implementierung und hier möchten Sie wahrscheinlich den vollständigen Typ haben.