c - 递减指针越界；将其递增到界限

Question

以下是否会在第 4 行和/或第 5 行引发未定义的行为：

#include <stdio.h>
int main(void)
{
  char s[] = "foo";
  char * p = s - 1;      /* line 4 */
  printf("%s\n", p + 1); /* line 5 */
  return 0;
}

Answer 1

递减数组边界外的指针是未定义的。

C99 标准项目 6.5.6 第 8 段部分说，

当一个整数类型的表达式被添加到指针或从指针中减去时，结果具有指针操作数的类型。...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，行为是未定义的。

因此，您的第 4 行调用了未定义的行为，因为结果既不在数组内，也不在数组末尾。

Answer 2

是的，第 4 行是未定义的行为！

C99 6.5.6 加法运算符，第 8 节

当一个整数类型的表达式被添加到指针或从指针中减去时，结果具有指针操作数的类型。如果指针操作数指向数组对象的元素，并且数组足够大，则结果指向与原始元素偏移的元素，使得结果和原始数组元素的下标之差等于整数表达式。换句话说，如果表达式 P 指向i-th数组对象的元素，则表达式(P) + N（等价地，N + (P)）和(P) - N（其中N的值为n）分别指向数组对象的i+n-th和i−n-th元素，前提是它们存在。此外，如果表达式P指向数组对象的最后一个元素，则表达式(P) + 1指向数组对象的最后一个元素，如果表达式Q指向数组对象的最后一个元素，则表达式(Q) - 1指向数组对象的最后一个元素。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，则计算不应产生溢出；否则，行为未定义。如果结果指向数组对象的最后一个元素，则不应将其用作计算的一元运算符的操作数*。

Answer 3

以下是否会在第 4 行和/或第 5 行引发未定义的行为：

是的，第 4 行是未定义的行为，因为指针未指向数组边界内或超出数组边界。尽管指向数组边界后的一个是有效的，但您不能取消引用该元素。

c99 标准草案中的相关部分是6.5.6 加法运算符第 8 段：

当一个整数类型的表达式被添加到指针或从指针中减去时，结果具有指针操作数的类型。[...] 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，行为是 undefined。

段落的结尾说你不应该尊重最后一个元素：

[...]如果结果指向数组对象的最后一个元素，则不应将其用作计算的一元 * 运算符的操作数