C语言类型转换：取地址符&与不同类型指针强转的差异问题

两段代码的核心差异 #

所有指针存储的本质都是内存地址，指针的强制类型转换不会修改指针存储的地址数值，只会改变编译器对该地址指向内存的解析规则，两段代码的核心差异体现在转换的语义和后续访问的合法性上：

• 第一段long *l_ptr = (long *)&f_var;：&f_var是取float变量f_var的内存首地址，这个地址原本的类型是float*，指向栈上已经分配好的、大小为sizeof(float)（绝大多数平台为4字节）的合法内存。强转为long*后，编译器会将从该地址起始、长度为sizeof(long)的内存块当做长整型数据解析。如果是32位平台long占4字节，此时访问*l_ptr不会越界，只是把浮点数的IEEE754二进制位直接按整数规则读取；如果是64位类Unix平台long占8字节，访问时就已经会越界读取f_var之外的内存。
• 第二段double *d_ptr = (double *)l_ptr;：是直接将存储了f_var地址的long*类型指针，转为double*类型。转换后指针存的地址值和l_ptr完全一致，还是f_var的首地址，但编译器会将从该地址起始、长度为sizeof(double)（固定为8字节）的内存块当做双精度浮点数解析。由于f_var本身只占4字节，此时访问*d_ptr必然越界读取不属于f_var的栈内存，属于标准未定义行为，运行结果不可预期，甚至可能触发程序崩溃。

&取地址符的作用 #

你疑惑的&，本质是获取变量绑定的真实内存地址的入口：你定义float f_var = 1.5F;的时候，编译器会在栈上给这个变量分配合法的内存空间，把1.5的浮点数二进制存进去，只有通过&f_var你才能拿到这块内存的真实地址，后续所有指针转换都是基于这个真实地址做的「标签替换」，不会改变地址本身，也不会动内存里存的原始数据。
举个生活化的例子：你有个4格的小抽屉（对应f_var占4字节内存），里面放了4张写了二进制位的纸条，抽屉外面贴的标签是「单精度浮点数：1.5」。

• &f_var就是把这个抽屉的位置编号给你，这个编号自带标签：「此处是一个4格的浮点数抽屉」
• 把&f_var强转成long*，相当于你给同一个位置编号换了个标签：「此处是一个N格的长整数抽屉」（N是long的长度），如果N是4，你拉开抽屉拿4张纸条读，读的还是原来抽屉里的东西，只是按整数规则翻译内容；如果N是8，你伸手就会掏到抽屉外面的东西。
• 再把指针转成double*，相当于换标签成「此处是一个8格的双精度浮点数抽屉」，位置编号还是原来那个4格小抽屉的位置，你要拿8张纸条，必然会拿到抽屉外面不属于你的未知纸条。

验证示例 #

你可以跑下面这段代码直观验证逻辑，注意越界访问的结果每次运行可能都不一样：

#include <stdio.h>

int main() {
    float f_var = 1.5F;
    printf("f_var 本身的内存地址：%p\n", (void*)&f_var);
    printf("按float类型读取f_var的值：%f\n", f_var);

    // 第一段转换逻辑
    long *l_ptr = (long *)&f_var;
    printf("\nl_ptr 存储的地址值：%p\n", (void*)l_ptr);
    printf("按long类型读取l_ptr指向内存的值：%ld\n", *l_ptr); 
    // 上面输出的是1.5F对应的IEEE754单精度浮点数二进制的整数表示，值为1069547520

    // 第二段转换逻辑
    double *d_ptr = (double *)l_ptr;
    printf("\nd_ptr 存储的地址值：%p\n", (void*)d_ptr); 
    // 你会看到这里的地址和l_ptr、&f_var完全一致
    printf("按double类型读取d_ptr指向内存的值：%lf\n", *d_ptr);
    // 上面这行是未定义行为，会读取f_var后面4字节的未知栈内存，结果无参考意义

    return 0;
}

补充提醒：不要把指针类型转换和数值类型转换搞混。如果你是想把1.5这个浮点数的值转成long类型的数值1，应该写long l_val = (long)f_var;，这时候编译器会做真正的数值转换，把转换后的值存在新分配的l_val内存里，和指针转换的逻辑完全不同。

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