c - 指针算术在数组外仍然有效吗？

Question

我一直在阅读只要您不离开数组的边界，就定义了指针算术。我不确定我是否完全理解这意味着什么，我有点担心。因此这个问题。

假设我从一个指向数组开头的指针开始：

int *p = (int*) malloc(4 * sizeof(int));

现在我创建了两个位于数组边界之外的新指针：

int *q = p + 10;
int *r = p - 2;

现在指针q-10, q-9, ..., r+2, r+3, 等等都位于数组的边界内。它们有效吗？例如，r[3] 保证p[1]给出与?相同的结果

我已经做了一些测试并且它有效。但我想知道这是否包含在通常的 C 规范中。具体来说，我使用的是 Visual Studio 2010、Windows，并且我正在使用本机 C（不是 C++）进行编程。我被覆盖了吗？

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您正在做的工作适用于您正在使用的实现以及最流行的实现，但它不符合 C。正如 chris 所引用的，

§6.5.6/8：如果指针操作数和结果都指向同一个数组对象的元素，或者超过数组对象的最后一个元素，则评估不应产生溢出；否则，行为未定义

它未定义的事实在未来可能会变得越来越重要，更高级的静态分析允许编译器将这种代码变成致命错误，而不会产生运行时成本。

顺便说一句，减去不在同一个数组中未定义的指针的历史原因是分段内存（想想 16 位 x86；熟悉它的人会想考虑“大”内存模型）。虽然指针可能涉及段和偏移组件，但编译器可以仅在偏移组件上执行算术以避免运行时成本。这使得不在同一段中的指针之间的算术无效，因为差异的“高部分”丢失了。

score 5 · Accepted Answer

根据 C11 标准，§6.5.6/8（我将第一部分放在上下文中）：

当一个整数类型的表达式被添加到一个指针或从一个指针中减去
...
产生溢出；否则，行为未定义。

因此，在数组之外且没有结束的结果是未定义的行为。

score -1 · Accepted Answer

“是”您提到的条件已包含在规范中。

    int *r = p - 2;

r 在数组 p 的边界之外，评估结果是分配位置给 r，在 p 的地址之后/之前有 2 个 int 位置。

`r[3]` 只是 r 地址之后的“第 4 个”int 位置

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