我可以减去或比较受限制的指针吗？

Question

问题:

如果我有两个指针(本质上是一个 begin 和一个 end)，它们用 restrict 限定。 begin 指针用于解引用/读取，end 指针是一个永远不会解引用的尾后指针，仅用于检查大小范围(通过 end - begin)。一旦使用了范围，我希望 begin 和 end 相等并且 end - begin 为 0，尽管此时两个指针将永远不会被取消引用。

鉴于 restrict 对指针的限制，减去和比较这两个指针是否是明确定义的行为？

MVCE:

我有一些代码如下:

#include <stddef.h>

struct Reader {
  const char* restrict data;
  size_t size;
};

char read_char(struct Reader* reader) {
  --reader->size;
  return *reader->data++;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
  struct Reader reader = {
    .data = argv[1],
    .size = argv[1] ? strlen(argv[1]) : 0,
  };

  if (reader.size > 0) {
    return read_char(&reader);
  }
  return 0;
}

我想更改它以便在读取时不必同时修改 data 和 size ，只需要修改 data修改:

#include <stddef.h>

struct Reader {
  const char* restrict data;
  const char* restrict end;  // Not sure if this should be restrict or not.
};

char read_char(struct Reader* reader) {
  return *reader->data++;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
  struct Reader reader = {
    .data = argv[1],
    .end = argv[1] + (argv[1] ? strlen(argv[1]) : 0),
  };

  if (reader.end - reader.data > 0) {  // Is this okay?
    return read_char(&reader);
  }
  return 0;
}

考虑到 restrict 对指针的限制，这是允许的吗？

Answer 1

TL;DR:根据我对标准的阅读，您的使用是允许的。

标准对使用 restrict 限定指针的要求都与别名和对指向对象的访问有关。我发现使用此类指针作为指针差分运算符 (-) 的操作数没有任何限制，并且此类限制不符合 restrict 的目的(即提供更大的优化机会)。

相比之下，通过添加一个整数从 restrict 限定指针获得的指针值在某种意义上“基于”原始指针，这对标准很重要。粗略地说，通过这样的指针访问指向的对象是可以接受的，而通过指向不“基于”受限指针的同一对象的指针访问该对象是 Not Acceptable 。

此外，我认为 Reader.end 不需要 restrict 限定，而且我认为这样的限定对您根本没有帮助。但是，您必须确保既不使用 Reader.end 也不派生任何指针来访问数据；为此，您必须只使用 Reader.data。在 main() 中也是如此。另一方面，如果您无处修改指向的对象，几乎所有这些都没有实际意义。