c - 指向可变修改类型的指针的指针算法

Question

以下是有效的 C 代码吗？ ( godbolt )

#include <stddef.h>

ptrdiff_t f(size_t n, void *x, void *y)
{
    if (!n) return 0;
    typedef unsigned char element[n];
    element *a = x, *b = y;
    return a - b;
}

与 -Werror=pointer-arith叮当大声提示

<source>:8:14: error: subtraction of pointers to type 'element' (aka 'unsigned char [n]') of zero size has undefined behavior [-Werror,-Wpointer-arith]
    return a - b;
           ~ ^ ~

而 gcc 编译代码却毫无怨言。
clang 认为正在发生的未定义行为是什么？这
减法的可能性为零，因此不是有效的
指向数组元素的指针或不同的东西？没有
正在执行数组访问，对吗？所以应该不是这样的……
如果代码确实表现出未定义的行为，是否有一种简单的方法可以
修改代码以使其完全符合，同时仍然使用指向
VM 类型？

Answer 1

如果您的编译器支持 VLA，则发布的代码是有效的 C 代码。请注意，C99 中引入的 VLA 在最新版本的 C 标准中已成为可选。
两者 gcc 和 叮当正确编译代码，可以使用 Godbolt's compiler explorer 验证.
还有叮当如果 n 的值不正确，则会发出有关潜在未定义行为的警告。参数恰好为空，无法识别此案例已通过显式测试处理。问题不在于减法的值，而在于类型的大小，即 0如果 n == 0 .此警告并不是真正的错误，而是实现质量问题。
也有争议的是a - b仅在 a 时才定义和 b指向同一个数组或刚过它的最后一个元素。因此 x和 y必须验证此约束并具有类型 unsigned char (*)[n]或兼容。此规则有一个异常(exception)，用于将任何类型作为字符类型的数组进行访问，因此将指针传递到 int 的同一数组中。没问题，但调用 f 是不正确的(虽然可能无害)这边走:

int x, y;
ptrdiff_t dist = f(sizeof(int), &x, &y);

编译器可以自由地发布诊断消息来吸引程序员对潜在问题的关注，实际上，在许多情况下，对于初学者和高级程序员来说，这样的警告都是救命稻草。编译器选项，例如 -Wall , -Werror和 -Weverything非常有用，但在这种特殊情况下，需要添加 -Wno-pointer-arith允许 叮当如果 -Werror 编译此函数也很活跃。
另请注意，使用 C89 函数可以获得相同的结果:

ptrdiff_t f89(size_t n, void *x, void *y)
{
    if (!n) return 0;
    unsigned char *a = x, *b = y;
    return (a - b) / n;
}