无符号整数转uintptr_t是否丢位？uintptr_t大小定义解析

uintptr_t uint_to_uintptr(unsigned int n) {
    return (uintptr_t)n;
}

uintptr_t ulint_to_uintptr(unsigned long int n) {
    return (uintptr_t)n;
}

uintptr_t ullint_to_uintptr(unsigned long long int n) {
    return (uintptr_t)n;
}

上述3个C语言类型转换操作中，哪一个不会造成信息（位）丢失？

C99标准规定：

以下类型表示一种无符号整数类型，具备如下特性：任何指向void的有效指针均可转换为此类型，转换回指向void的指针后，结果与原指针相等：

uintptr_t

但该标准并未指定此unsigned integer type的大小。这是否意味着它对应最宽无符号整数类型的最大值UINTMAX_MAX，还是仅等同于unsigned int？

解答 #

首先明确uintptr_t的核心定位：它是一个能完整容纳指针值的无符号整数类型，其宽度由目标平台的指针位宽决定（比如32位系统通常是32位，64位系统通常是64位）。C99标准只要求它满足"存储指针转换后的值、转换回指针能复原"这一核心特性，并没有强制规定它必须等于某一固定的整数类型。

三个转换的信息丢失情况 #

没有任何一个转换能在所有符合C99标准的平台上保证绝对不丢失信息，具体分析如下：

• unsigned int → uintptr_t：只有当uintptr_t的位宽≥unsigned int时才不会丢失。主流平台都满足这一点，但标准并未禁止uintptr_t比unsigned int窄的极端情况（几乎不会出现），所以无法绝对保证。
• unsigned long → uintptr_t：在绝大多数主流平台上，unsigned long的位宽和uintptr_t一致（32位系统都是32位，64位系统都是64位），因此转换不会丢失信息。但标准没有强制要求两者等宽，只是常见实现会对齐。
• unsigned long long → uintptr_t：如果平台的uintptr_t位宽小于unsigned long long（比如32位系统中uintptr_t是32位，unsigned long long是64位），转换时高位会被截断，必然丢失信息；只有当uintptr_t是64位时，转换才安全。

uintptr_t的大小定位 #

它既不一定等于最宽无符号整数类型（uintmax_t），也不一定等同于unsigned int：

• uintmax_t是标准定义的最宽无符号整数类型，能容纳任何其他无符号整数类型的值；而uintptr_t只需要满足存储指针值的需求，其位宽可能小于uintmax_t（比如某平台指针是32位，最宽整数是64位，此时uintptr_t是32位）。
• uintptr_t和unsigned int也没有必然等价关系：比如64位系统中unsigned int通常是32位，而uintptr_t是64位，两者明显不等同。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Parminder Singh