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c - 指向数组第一个元素之前的指针

问题描述

在 C 语言中说，当指针指向同一个数组或该数组末尾的一个元素时，算术和比较是明确定义的。那么在数组的第一个元素之前呢？只要我不取消引用它就可以吗？

给定

int a[10], *p;
p = a;

(1) 写字合法--p吗？

p-1(2)用表达式书写是否合法？

(3) 如果 (2) 没问题，我可以断言p-1 < a吗？

对此存在一些实际问题。考虑一个reverse()反转以 . 结尾的 C 字符串的函数'\0'。

#include <stdio.h>

void reverse(char *p)
{
    char *b, t;

    b = p;
    while (*p != '\0')
        p++;
    if (p == b)      /* Do I really need */
        return;      /* these two lines? */
    for (p--; b < p; b++, p--)
        t = *b, *b = *p, *p = t;
}

int main(void)
{
    char a[] = "Hello";

    reverse(a);
    printf("%s\n", a);
    return 0;
}

我真的需要检查代码吗？

请从语言律师/实践的角度分享您的想法，以及您将如何应对这种情况。

标签： clanguage-lawyerpointer-arithmetic

解决方案

(1) 写--p是否合法？

它是“合法的”，因为 C 语法允许它，但它会调用未定义的行为。为了在标准中找到相关部分，--p等价于p = p - 1（除了p只评估一次）。然后：

C17 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，则计算不应产生溢出；否则，行为未定义。

评估调用未定义的行为，这意味着您是否取消引用指针并不重要 - 您已经调用了未定义的行为。

此外：

C17 6.5.6/9：

当两个指针相减时，都应指向同一个数组对象的元素，或者指向数组对象的最后一个元素；

如果您的代码违反 ISO 标准中的“应”，它会调用未定义的行为。

(2) 在表达式中写 p-1 是否合法？

与 (1) 相同，未定义的行为。

至于这在实践中如何导致问题的示例：假设数组放置在有效内存页面的最开头。当您在该页面之外递减时，可能会出现硬件异常或指针陷阱表示。对于微控制器来说，这并不是完全不可能的情况，尤其是当它们使用分段内存映射时。

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