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我想我们都同意通过以一维方式取消引用指向其第一个元素的（可能是偏移的）指针来访问真正的多维数组被认为是惯用的 C，例如：

void clearBottomRightElement(int *array, int M, int N)
{
    array[M*N-1] = 0;  // Pretend the array is one-dimensional
}


int mtx[5][3];
...
clearBottomRightElement(&mtx[0][0], 5, 3);

但是，我的语言律师需要说服这实际上是定义明确的 C！尤其：

  1. 标准是否保证编译器不会在 egmtx[0][2]和之间添加填充mtx[1][0]？

  2. 通常，从数组的末尾索引（除了末尾的一个）是未定义的（C99，6.5.6/8）。所以以下显然是未定义的：

    struct {
    int row[3];           // The object in question is an int[3]
    int other[10];
} foo;
int *p = &foo.row[7];     // ERROR: A crude attempt to get &foo.other[4];

    因此，按照同样的规则，人们会期望以下内容是未定义的：

    int mtx[5][3];
int (*row)[3] = &mtx[0];  // The object in question is still an int[3]
int *p = &(*row)[7];      // Why is this any better?

    那么为什么要定义这个呢？

    int mtx[5][3];
int *p = &(&mtx[0][0])[7];

那么 C 标准的哪一部分明确允许这样做呢？（为了讨论，我们假设

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请注意，我毫不怀疑这在所有编译器中都可以正常工作。我要查询的是标准是否明确允许这样做。

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4 回答 4

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所有数组（包括多维数组）都是无填充的。即使从未明确提及，也可以从sizeof规则中推断出来。

现在，数组订阅是指针算术的一种特殊情况，C99 第 6.5.6 节第 8 节明确指出，仅当指针操作数和结果指针位于同一数组中（或过去一个元素）时才定义行为，这使得C 语言的边界检查实现是可能的。

这意味着您的示例实际上是未定义的行为。然而，由于大多数 C 实现不检查边界，它会按预期工作 - 大多数编译器将未定义的指针表达式视为

mtx[0] + 5

与定义明确的对应物相同，例如

(int *)((char *)mtx + 5 * sizeof (int))

这是明确定义的，因为任何对象（包括整个二维数组）总是可以被视为类型为 的一维数组char。

关于对第 6.5.6 节措辞的进一步思考，将越界访问拆分为看似明确定义的子表达式，例如

(mtx[0] + 3) + 2

推理mtx[0] + 3是指向超过末尾的一个元素mtx[0]（使第一个加法定义明确）以及指向第一个元素的指针mtx[1]（使第二个加法定义明确）是不正确的：

尽管mtx[0] + 3andmtx[1] + 0保证比较相等（参见第 6.5.9 节，第 6 节），但它们在语义上是不同的。例如，前者不能被取消引用，因此不指向mtx[1].

于 2011-06-09T10:46:26.297 回答
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您想要执行的访问类型的唯一障碍是类型的对象int [5][3]并且int [15]不允许相互别名。因此，如果编译器知道类型指针指向前者int *的数组之一，它可能会施加数组边界限制，从而阻止访问该数组之外的任何内容。int [3]int [3]

您可以通过将所有内容放在包含int [5][3]数组和int [15]数组的联合中来解决此问题，但我真的不清楚人们用于类型双关的联合黑客是否实际上定义明确。这种情况可能会稍微少一些问题，因为您不会对单个单元格进行类型双关，只有数组逻辑，但我仍然不确定。

应该注意的一种特殊情况：如果您的类型是unsigned char（或任何char类型），则将多维数组作为一维数组访问将是完美定义的。这是因为与它重叠的一维数组unsigned char被标准明确定义为对象的“表示”，并且本质上允许给它起别名。

于 2011-06-09T13:15:42.087 回答
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  1. 确保数组元素之间没有填充。

  2. 提供了以小于完整地址空间的大小进行地址计算的规定。例如，这可以在 8086 的巨大模式中使用，这样如果编译器知道您无法跨越段边界，则段部分不会总是更新。（我要提醒我使用的编译器是否从中受益已经太久了）。

使用我的内部模型——我不确定它是否与标准模型完全一样，而且检查起来太痛苦了，信息散布在各处——

  • 你在做什么clearBottomRightElement是有效的。

  • int *p = &foo.row[7];未定义

  • int i = mtx[0][5];未定义

  • int *p = &row[7];不编译（gcc 同意我的观点）

  • int *p = &(&mtx[0][0])[7];处于灰色区域（上次我检查类似这样的细节时，我最终考虑了无效的 C90 和有效的 C99，这里可能就是这种情况，或者我可能错过了一些东西）。

于 2011-06-09T10:12:55.597 回答
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我对C99 标准的理解是，不要求多维数组必须在内存中以连续的顺序排列。遵循我在标准中找到的唯一相关信息（每个维度都保证是连续的）。

如果你想使用 x[COLS*r + c] 访问，我建议你坚持一维数组。

数组下标

连续的下标运算符指定多维数组对象的一个​​元素。如果 E 是维度为 i × j × 的 n 维数组 (n ≥ 2)。. . × k，则 E（用作左值以外的值）被转换为指向 (n − 1) 维数组的指针，维数为 j × 。. . × ķ。如果一元 * 运算符显式地或作为下标的结果隐式地应用于此指针，则结果是指向的 (n - 1) 维数组，如果用作左值以外的数组，它本身将转换为指针. 由此得出，数组以行优先顺序存储（最后一个下标变化最快）。

数组类型

— 数组类型描述了一组连续分配的具有特定成员对象类型的非空对象，称为元素类型。36) 数组类型的特征在于它们的元素类型和数组中元素的数量。数组类型据说是从它的元素类型派生的，如果它的元素类型是 T ，那么这个数组类型有时被称为“T 的数组”。从元素类型构造数组类型称为“数组类型派生”。

于 2011-06-09T10:19:12.070 回答