我可以获取数组的最后一个元素的地址吗？ [复制]

Posted 2023-02-23

【中文标题】我可以获取数组的最后一个元素的地址吗？ [复制]

【英文标题】：May I take the address of the one-past-the-end element of an array? [duplicate]

【发布时间】：2011-03-09 20:43:38

【问题描述】：

可能重复：Take the address of a one-past-the-end array element via subscript: legal by the C++ Standard or not?

int array[10];

int* a = array + 10;   // well-defined
int* b = &array[10];   // not sure...

最后一行是否有效？

【问题讨论】：

传奇***.com/questions/988158/…的骗子

@Johannes - 你是对的，投票结束。

【参考方案1】：

是的，您可以将地址放在数组末尾之外，但您不能取消引用它。对于您的 10 项数组，array+10 可以使用。有几次争论（由委员会等）&array[10] 是否真的会导致未定义的行为（如果确实如此，是否真的应该如此）。它的底线是，至少根据当前标准（C 和 C++），它正式导致未定义的行为，但如果有一个编译器实际上不起作用，那么任何论点中的任何人都无法找到或引用它。

编辑：有一次我的记忆有一半是正确的——这是（部分）委员会的官方Defect Report，并且至少一些委员会成员（例如，Tom Plum）认为措辞已经改变，所以它会not 导致未定义的行为。 OTOH，DR 的日期是 2000 年，并且状态仍然是“正在起草”，因此它是否真的已修复或可能永远存在疑问（我还没有查看 N3090/3092 来弄清楚）。

然而，在 C99 中，这显然是不是未定义的行为。

【讨论】：

好答案。作为一个有趣的历史点，我实际上看到了一个 C 编译器未能正确取消引用 &array[N]。它在 HP-1000 主机上的 HP RTE 上。它在我的数组上方设置了一个内存“围栏”，因此程序的地址空间中不存在引用地址。这甚至早于 1989 年的 C 标准，所以我认为可以肯定地说这个编译器已经不复存在了。

来自该 DR 的语言不在 N3092 中。虽然我现在找不到它们，但有几个 已关闭 DR 依赖于针对该缺陷的提议解决方案中的“空左值”语言......

【参考方案2】：

正如其他答案所表明的那样，表达式array[10] 等效于*(array + 10)，这似乎会导致对刚刚超过数组末尾的元素进行未定义的取消引用。但是，表达式&array[10] 等价于&*(array + 10)，C99 标准明确（6.5.3.2 地址和间接运算符）：

一元 & 运算符返回其操作数的地址。如果操作数的类型为“type”，则结果的类型为“pointer to type”。如果操作数是一元 * 运算符的结果，则该运算符和 & 运算符都不会被计算，并且结果就像两者都被省略了，除了对运算符的约束仍然适用并且结果不是左值。类似地，如果操作数是 [] 运算符的结果，则不会计算 & 运算符和 [] 隐含的一元 *，结果就像删除了 & 运算符并且 [] 运算符已更改为 + 运算符。

因此，&array[10] 没有任何未定义的内容 - 不会发生取消引用操作。

【参考方案3】：

没有。它是未定义的。 array[10] 等于 *(array + 10)。换句话说，你取消了一个无效的指针。

【讨论】：

但他没有取消引用它...

@clmh 关于&*p 在技术上是否构成无操作或取消引用后跟地址存在明确的争论。

&array[10] 是合法的，并且不会取消引用该元素。

@Loadmaster 相当正式 - 是的，它确实取消引用 C++ 和 C89 中的元素，因此导致 C89 中的未定义行为。在 C++ 中，它会导致未定义的行为 if 在该数组之后没有元素（可以肯定的是，您必须将该子数组放入一个多维数组中 - 然后保证有一个元素紧随其后没有填充的数组）。在 C++ 中，如果存在这样的元素，那么 因为 这样的指针本身是 not 无效的 - 指向超出数组末尾的指针是有效的。如上所述，只是取消引用它受到限制。

"dereference" 表示从指针中获取左值。这并不意味着读取一个值。例如，标准在5.3.1/1 处说：“[注意：指向不完整类型（除了 cv void ）的指针可以被取消引用。由此获得的左值可以以有限的方式使用（例如，初始化引用）；此左值不得转换为右值，参见 4.1。]" 另一个示例参见 3.8/5 "这样的指针可以被取消引用，但生成的左值只能以有限的方式使用，如下所述。"

【参考方案4】：

array[10] 等价于*(array + 10)（也等价于10[array]），所以&array[10] 相当于从*(array+10) 中删除*。任何体面的编译器都应该发出相同的代码（和相同的警告）。

【参考方案5】：

这其实是一个很容易回答的问题。

你所做的只是指针数学，没有什么是无效的。如果您尝试以某种方式使用生成的指针，那么取决于您的进程是否可以访问该指针指向的内存，如果可以，那么它的权限是什么？

foo.cc:

#include <iostream>

using namespace std;
int main() 
        int array[10];
        int *a = array + 10;
        int *b = &array[10];
        int *c = &array[3000];

        cerr << "Pointers values are: " << a << " " << b << " " << c << endl;
        return 0;

编译：

g++ -Werror -Wall foo.cc -o foo

应该不会产生任何警告，因为 int *b = &array[10] 是有效的

实际上，我添加的后续行也是如此，只是为了指出有关指针数学的内容。

foo 不仅可以编译，而且可以顺利运行：

 ./foo
  Pointers are: 0x7fff1d356e68 0x7fff1d356e68 0x7fff1d359d20

基本上，数组语法 foo[idx] 是指针数学的快捷方式和简洁表示。

如果对 c99 有一些混淆，该标准无论如何都不会影响这个数学并且定义明确。

C99 中的相同：

#include <stdio.h>

int main() 
        int array[10];
        int *a = array + 10;
        int *b = &array[10];
        int *c = &array[3000];

        fprintf(stderr, "Pointers are: %p, %p, %p\n" , a , b , c );
        return 0;

然后：

gcc -std=c99 -Wall -Werror -o foo foo.c

./foo

输出：

Pointers are: 0x7fff2c7d22c8, 0x7fff2c7d22c8, 0x7fff2c7d5180