c++ - C/C++ : Pointer Arithmetic

Question

我在 Pointer Arithmetic 中读了一点，我发现了两件事我不明白，也不知道它的用途

address_expression - address_expression

并且

address_expression > address_expression

有人可以向我解释它们，它们如何工作以及何时使用。

编辑:

我的意思是如果我只取两个地址并减去它们，它们会产生什么

如果我取两个地址并比较它们是什么结果或比较基于

编辑:
我现在明白减去地址的结果，但是比较地址我还是不明白。

我知道 1<2，但是一个地址如何大于另一个地址，以及它们的比较对象是什么

Answer 1

这里的几个答案都指出指针是数字。这不是 C 标准指定的指针的准确描述。
在很大程度上，您可以将指针视为数字和内存中的地址，前提是 (a) 您了解指针减法将差值从字节转换为元素(被减去的指针类型)，并且 (b) 您了解该模型打破的限制。
以下使用 1999 C 标准(ISO/IEC 9899，第二版，1999-12-01)。我希望以下内容比提问者要求的更详细，但是，鉴于此处存在一些错误陈述，我认为应该提供准确准确的信息。
根据 6.5.6 第 9 段，您可以减去指向同一数组元素或指向数组最后一个元素之后的两个指针。所以，如果你有 int a[8], b[4]; ，您可以从指向 a[2] 的指针中减去指向 a[5] 的指针，因为 a[5] 和 a[2] 是同一数组中的元素。您还可以从指向 a[8] 的指针中减去指向 a[5] 的指针，因为 a[8] 是数组最后一个元素之后的一个。 (a[8] 不在数组中；a[7] 是最后一个元素。)您不能从指向 b[2] 的指针中减去指向 a[5] 的指针，因为 a[5] 不在数组中与 b[2] 相同的数组。或者，更准确地说，如果你做这样的减法，行为是未定义的。请注意，这不仅仅是未指定的结果；你不能期望你会得到一些可能无意义的数字:行为 未定义。根据 C 标准，这意味着 C 标准没有说明结果会发生什么。你的程序可以给你一个合理的答案，或者它可以中止，或者它可以删除文件，所有这些结果都符合 C 标准。
如果进行允许的减法，则结果是从第二个指向元素到第一个指向元素的元素数。因此，a[5]-a[2]是 3，并且 a[2]-a[5]是-3。无论哪种类型都是如此a是。 C 实现需要将字节(或它使用的任何单位)的距离转换为适当类型的元素。如 a是一个双字节数组，每个八字节，然后 a[5]-a[2]是 3，对于 3 个元素。如 a是一个每个字节一个字节的字符数组，然后 a[5]-a[2]是 3，对于 3 个元素。
为什么指针永远不只是数字？在某些计算机上，尤其是较旧的计算机上，寻址内存更为复杂。早期的计算机地址空间很小。当制造商想要制作更大的地址空间时，他们也希望与旧软件保持一定的兼容性。由于硬件限制，他们还必须实现各种内存寻址方案，这些方案可能涉及在内存和磁盘之间移动数据或更改处理器中控制地址如何转换为物理内存位置的特殊寄存器。对于在这样的机器上工作的指针，它们必须包含更多的信息，而不仅仅是一个简单的地址。因此，C 标准不仅将指针定义为地址，还让您对地址进行算术运算。只定义了合理数量的指针算术，并且需要 C 实现提供必要的操作来使算术工作，但仅此而已。
即使在现代机器上，也可能存在并发症。在 Digital 的 Alpha 处理器上，指向函数的指针不包含函数的地址。它是函数描述符的地址。该描述符包含函数的地址，并且包含正确调用函数所必需的一些附加信息。
关于关系运算符，如 > ，C 标准在 6.5.8 第 5 段中说，您可以比较可以减去的相同指针，如上所述，您还可以比较指向聚合对象(结构或 union )成员的指针。指向数组成员(或其结束地址)的指针以预期方式进行比较:指向高索引元素的指针大于指向低索引元素的指针。指向同一 union 的两个成员的指针比较相等。对于指向结构的两个成员的指针，指向稍后声明的成员的指针大于指向先前声明的成员的指针。
只要您保持在上述约束范围内，您就可以将指针视为内存地址的数字。
通常，C 实现很容易提供 C 标准所需的行为。即使计算机具有复合指针方案，例如基地址和偏移量，通常数组的所有元素都会使用相同的基地址，而结构体的所有元素也会使用相同的基地址。因此编译器可以简单地减去或比较指针的偏移部分以获得所需的差异或比较。
但是，如果在这样的计算机上减去指向不同数组的指针，就会得到奇怪的结果。由基地址和偏移量形成的位模式可能看起来比另一个指针更大(当解释为单个整数时)，即使它指向内存中的较低地址。这是您必须遵守 C 标准设定的规则的原因之一。