为何int与float的指针和变量类型转换结果不一致？

在以下程序中，执行了int指针与float指针之间的类型转换，但输出结果不符合预期：

#include <stdio.h>

int main()
{
int a, *ptr_i, *ptr_xi;
float f, *ptr_f, *ptr_xf;

a = 65;
f = 65.5;

ptr_i = &a;
ptr_f = &f;
ptr_xi = ptr_i;
ptr_xf = ptr_f;

ptr_f = (float*) ptr_xi;
ptr_i = (int*) ptr_xf;
            
printf("The value of \"ptr_i\" is %d\n", *ptr_i);
printf("The value of \"ptr_f\" is %f\n", *ptr_f);

return 0;
}

输出结果：

The value of "ptr_i" is 1115881472
The value of "ptr_f" is 0.000000

而此类类型转换在普通变量上是可行的，示例程序如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
int a, i;
float b, f;

a = 65;
b = 65.5;

f = (float) a;
i = (int) b;

printf("The value of 'i' is %d\n", i);
printf("The value of 'f' is %.2f\n", f);

return 0;
}

输出结果：

The value of 'i' is 65
The value of 'f' is 65.00

请问为何对指针进行类型转换时，无法得到与变量类型转换一致的正确结果？

解答 #

核心区别在于：普通变量的类型转换是「值的转换」，而指针的类型转换是「内存解读方式的转换」，二者本质完全不同：

1. 普通变量的类型转换：生成新的符合目标类型的值 #

当你执行f = (float)a或者i = (int)b时：

• (float)a是把整数65的数值，按照IEEE754浮点数编码规则，转换成float类型对应的二进制值（0x42800000），然后赋值给f，相当于生成了一个新的、符合float类型规则的数据。
• (int)b是把浮点数65.5的小数部分截断，提取出整数部分65，生成新的int类型值赋值给i。
  这种转换是基于数值语义的转换，最终得到的是符合目标类型逻辑的值。

2. 指针类型转换：只是改变编译器对内存的解读规则 #

当你执行ptr_f = (float*)ptr_xi或者ptr_i = (int*)ptr_xf时：

• ptr_f = (float*)ptr_xi：并没有改变变量a所在内存的二进制数据（a=65的二进制是0x00000041，32位系统），只是告诉编译器：现在把这块内存的内容，按照float类型的编码规则去解读。但0x00000041作为float值是一个极小的非规格化数，接近0，所以printf输出0.000000。
• ptr_i = (int*)ptr_xf：同样没有改变变量f所在内存的二进制数据（f=65.5的二进制是0x42810000），只是让编译器把这块内存的二进制当成int类型来读，0x42810000转换成十进制就是1115881472，也就是你看到的输出。

简单说：指针转换不会修改内存里的任何数据，只是换了一种“读”的方式；而变量转换是生成了新的、符合目标类型的数据。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Debojit