c - 从C中的结尾访问数组？

Question

我最近注意到，在C中，对于以下声明，array和&array之间存在重要区别:

char array[] = {4, 8, 15, 16, 23, 42};

前者是指向char的指针，而后者是指向6个char的数组的指针。同样值得注意的是，书写 a[b]是 *(a + b)的语法糖。确实，您可以编写 2[array]，并且根据标准它可以完美地工作。

因此，我们可以利用这些信息来编写以下代码:

char last_element = (&array)[1][-1];

&array的大小为6个字符，因此 (&array)[1])是指向数组之后的chars的指针。因此，通过查看 [-1]，我正在访问最后一个元素。

这样，我可以交换整个数组:

void swap(char *a, char *b) { *a ^= *b; *b ^= *a; *a ^= *b; }

int main() {
    char u[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

    for (int i = 0; i < sizeof(u) / 2; i++)
        swap(&u[i], &(&u)[1][-i - 1]);
}

这种在最后访问数组的方法是否存在缺陷？

Answer 1

C标准未定义(&array)[1]的行为。

考虑&array + 1。这是由C标准定义的，其原因有两个:

在执行指针算术时，将为从数组的第一个元素(索引为0)到最后一个元素之外的结果定义结果。

在执行指针算术时，指向单个对象的指针的行为类似于指向具有一个元素的数组的指针。在这种情况下，&array是指向单个对象的指针(本身就是数组，但是指针算法是针对数组的指针，而不是元素的指针)。

因此， &array + 1被定义为指针算法，该算法指向刚超出 array末尾的位置。

但是，根据下标运算符的定义， (&array)[1]是 *(&array + 1)。虽然定义了 &array + 1，但未将 *应用于它。 C 2018 6.5.6 8关于指针算术的结果明确告诉我们:“如果结果指向数组对象的最后一个元素之后，则不应将其用作被评估的一元 *运算符的操作数。”

由于大多数编译器的设计方式，问题中的代码可能会根据您的需要移动数据。但是，这不是您应该依靠的行为。您可以使用 char *End = array + sizeof array / sizeof *array;获得指向数组最后一个元素的良好指针。然后，您可以使用 End[-1]引用最后一个元素，使用 End[-2]引用倒数第二个元素，依此类推。