指针对指针。我们能走多远？[复制]

Question

在C/C中，我们知道指针。也就是说，一个可变的内存地址。

比如，下面的代码不会编译，但其思想是：

#include <iostream>
using namespace std;

main() {
    int* pi;
    int i = 1;
    pi = &i;
    
    while (true) {
        cout<<"i = " << i++ << "; pi = " << pi;
        pi = &pi;
    }
}

地址的地址我们能走多远。“最终地址”在哪里？

int* pi = &i;
int** ppi = π
int*** pppi = &ppi;
int**** ppppi = &pppi;
.....

Answer 1

在这个结构中，没有理论限制，因为您需要不同变量的地址：

int* pi = &i;
int** ppi = π
int*** pppi = &ppi;
int**** ppppi = &pppi;
.....

你有一个变量i。您有一个变量pi，它包含i的地址。您有一个变量ppi，其中包含变量pi的地址。您有一个变量pppi，其中包含变量ppi的地址。等等这可以无限期地持续下去，尽管在实践中当然不需要这样做。

Answer 2

为了好玩，这里有一个例子，可以使用模板生成长指针类型。编译器将生成具有数百级间接寻址的类型。

#include <iostream>

template<size_t N, typename T>
struct PointerVariable
{
    T* myPtr;
    PointerVariable<N - 1, T*> ptrToMyPtr;

    PointerVariable(T* p) :
        myPtr(p),
        ptrToMyPtr(&myPtr)
    {
        // display pointer value
        std::cout << "ptr:" << ((void*)myPtr) << std::endl;
    }
};

template<typename T>
struct PointerVariable<0, T>
{
    PointerVariable(T* p) {
        int a = 3.3; // generate a compiler warning so we can see the names of types
    }
};

int main()
{
    int val = 0;
    auto pp = PointerVariable<499, int>{ &val };
    return 0;
}

在MSVC 2019上，这会产生一个编译器警告：

warning C4244: 'initializing': conversion from 'double' to 'int', possible loss of data
message : while compiling class template member function 'PointerVariable<0,T *>::PointerVariable(int ********************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************)'

当N=500时，会发生编译器错误：

fatal error C1202: recursive type or function dependency context too complex

使用显式类型，VC 2019允许1491级间接寻址：

int
    ******************************************************************************************************************************** // 128
    ******************************************************************************************************************************** // 128
    ******************************************************************************************************************************** // 128
    ******************************************************************************************************************************** // 128
    ******************************************************************************************************************************** // 128
    ******************************************************************************************************************************** // 128
    ******************************************************************************************************************************** // 128
    ******************************************************************************************************************************** // 128

    ******************************************************************************************************************************** // 128
    ******************************************************************************************************************************** // 128
    ******************************************************************************************************************************** // 128
    **************************************************************** // 64
    **************** // 16
    *** // 3
    x = nullptr;

再添加一个指针级别会发出：

fatal error C1026: parser stack overflow, program too complex

这是对编译器在变量存储和类型复杂性方面能力的一次练习。忽略这两个限制，例如只使用uintptr_t而不是真正的指针类型，那么您的限制就是系统内存。

Answer 3

理论上没有限制，但请记住：

>

您不能合法使用pi=

读取或取消引用未初始化的指针的行为是未定义的。

读取用于指向有效内存但不再指向有效内存的指针的行为是不确定的。但它并不是没有定义的。因此，伪代码将产生无限多个悬空指针的事实是没有意义的。

顺便说一下，您可以使用模板设计一个工作示例（将所有指针保持在范围内），就像您可以使用模板实现阶乘函数一样。