C 是否可以为非 NULL 指针定义类型？

Question

是否可以为指向非 NULL 的地址的指针定义类型？

背景：

我经常写像-

这样的函数

output_type *some_function(input_type *input) {
//confirm input and its members were correctly initialised
if (input == NULL) {
// error handling code
}
if (input->member_which_is_a_pointer == NULL) {
// error handling code
}
...
//return output computed from input
}

如果可以改为编码以下内容会更清楚-

output_type *some_function(input_type_not_null *input) {
//return output computed from input
}

Answer 1

TL;DR: 没有。

本质上，您所要求的是 C++ 中由引用提供的内容。 C直接没有这样的东西（尽管见下文）。

尽管如此，即使在 C++ 中，也没有运行时保证引用有效。没有什么能阻止您从空指针初始化引用。这只是未定义的行为，程序员有责任不编写可能执行此操作的代码。

因此，解决方案是永远不要让 thia 类型的指针具有 NULL 值。始终使用工厂函数生成对象，始终在定义时初始化指针，将指针包装在结构中，并使用断言是帮助程序员在这方面不失败的好工具。

编辑：实际上提供了一种 more-or-less 等同于 C++ 引用的方式，如果您具有此处描述的那种数组参数，那么通过调用您的函数，调用者承诺参数不会是 NULL 指针。但这不是硬检查，实际上并没有阻止任何事情，只是让编译器能够更频繁地警告你。

Answer 2

不，不可能。使用属性 nonnull 进行编译时检查，并在函数的开头添加一个断言。断言只是一行，对调试有很大帮助。比较：

output_type *some_function(nonnull_input_type *input) {

和

output_type *some_function(NONNUL input_type *input) {
   ASSERT(input);

打字没那么多。除了 ASSERT 宏可以被重新定义来做一些有意义的事情，比如如果你的程序需要优雅的崩溃，longjump 到安全框架。

Answer 3

是的，C 有一个方法来声明一个不能为空的指针参数。但是，它不提供您可能想要的行为。它建议编译器它可以在参数永远不会为 null 的情况下编译例程，但它不一定会阻止调用例程错误地传递 null。编译器可能会检测到对此类例程的一些错误调用，并发出有关它们的警告或错误，但无法检测到其他调用。

这是通过将 static 关键字放在参数声明中的很少使用的语法来完成的：

void foo(int p[static 1])
{
    … body of function …
}

根据 C 2011 [N1570] 6.7.6.3 7，这表示 p 必须提供对至少一个元素的数组的第一个元素的访问权 7. 因为必须有一个元素 p 点，p 不能为空。例如，编译这段代码时：

#include <stddef.h>

void foo(int p[static 1]);

void bar(void) { foo(NULL); }

使用带有默认开关的 Apple LLVM 9.0.0 (clang-900.0.39.2)，编译器警告：

x.c:5:18: warning: null passed to a callee that requires a non-null argument
      [-Wnonnull]
void bar(void) { foo(NULL); }
                 ^   ~~~~
x.c:3:14: note: callee declares array parameter as static here
void foo(int p[static 1]) {}
             ^~~~~~~~~~~

但是，此代码编译时没有警告：

#include <stddef.h>

void foo(int p[static 1]) {}

void bar(int *p) { foo(p); }

void baz(void) { bar(NULL); }

看来这个编译器只有在直接传递null的情况下才能检测到null被错误传递了。

通过删除包含在函数中的 run-time 检查，声明具有此属性的参数可能会对您的代码产生不利影响。当我编译这个时：

void foo(int p[static 1])
{
    if (!p)
    {
        fprintf(stderr, "Invalid pointer passed to foo.\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

然后编译器从程序中完全删除 fprintf 和 exit。这是因为编译器知道 p 一定不能为空，所以 !p 永远不会为真，所以 fprintf 和 exit 永远不会在正确的程序中执行。所以编译器在优化过程中删除了它们。

C 是否可以为非 NULL 指针定义类型？

C is it possible to define a type for not NULL pointers?

c

pointers

typedef