c - 在c中的二维数组上访问内部数组是否是未定义的行为

Question

我在 c 中玩弄一些数组和指针，并开始怀疑这样做是否会是未定义的行为。

int (*arr)[5] = malloc(sizeof(int[5][5]));

// Is this undefined behavior?
int val0 = arr[0][5];

// Rephrased, is it guaranteed it'll always have the same effect as this line?
int val1 = arr[1][0];

感谢您的任何见解。

标签： cpointersmultidimensional-arraylanguage-lawyerundefined-behavior

Answer 1

在 C 中，您所做的是未定义的行为。

表达式arr[0]具有类型int [5]。因此，表达式arr[0][5]取消引用数组末尾之后的一个元素arr[0]，而取消引用数组末尾之后的行为是未定义的行为。

C 标准的第 6.5.2.1p2 节关于数组下标状态：

下标运算符的定义[]与E1[E2]相同(*((E1)+(E2)))。

C 标准中关于加法运算符的第 6.5.6p8 节指出：

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指向数组对象的第i(P)+N个元素，则表达式 （等价地，N+(P)）和(P)-N（其中N的值为n）分别指向第i+n个和i−n- 数组对象的第一个元素，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指向最后一个元素数组对象。 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*。

粗体部分指定数组下标中隐含的加法可能不会导致指针超过数组末尾一个元素，并且指向数组末尾后一个元素的指针可能不会被延迟。

所讨论的数组本身就是数组的成员，这意味着每个子数组的元素在内存中是连续的这一事实并没有改变这一点。编译器中的积极优化设置可能会注意到访问数组末尾并基于此事实进行优化是未定义的行为。