指针和数组混淆

Question

我们有

 int a[5]={10, 20, 30, 40, 50};

我想知道以下两个代码段是如何做的？

 int *ptr = (int *)(&a+1);
 int *t = (int *)(&a -1);

如果我们有

 printf("%d  %d  %d \n", *(a+1), *(ptr-1), *(t+1));

应该是什么结果？

Answer 1

由于类型a是阵列的-5- int小号,这意味着,类型&a是指针到阵列的-5- int小号.

当您从指针添加或减去1时,您要求它指向内存中该类型的下一个或上一个对象.所以&a+1是创建一个指针阵列的-5-的int后立即a在存储器(不存在),并且&a-1是建立一个指针阵列的-5- int立即之前a在存储器中(其也不存在) .在内存中,它看起来像这样(每个单元格代表一个int):

Address:    &a-1                      &a                      &a+1
Contents:  | ?  | ?  | ?  | ?  | ?  | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | ?  | ?  | ?  | ?  | ?  |

当a在表达式中使用*(a+1),它被转换成一个指针到它的第一个元素-所以一个指针TO- int在指示10值.添加一个然后使指针指向下一个int- a+1指向该20值的点. *(a+1)然后获取该值,因此打印的第一个数字是20.

因为ptr它也是一个指针int,这意味着ptr - 1创建一个指向int前一个指针ptr- 在这种情况下,它将指向50.所以打印的第二个数字是50.

同样,t + 1创建一个指向int紧随其后的指针t- 在这种情况下,它?是上图中的第二个.这是一个未初始化的值 - 它可以打印任何内容,甚至可以使程序崩溃.

Address:    &a-1                      &a                       &a+1
            t    t+1                  a   a+1            ptr-1 ptr
Contents:  | ?  | ?  | ?  | ?  | ?  | 10 | 20 | 30 | 40 | 50  | ?  | ?  | ?  | ?  | ?  |

Answer 2

所有问题都来自于 的使用&a，它是一个指向“五个整数的数组”的指针，因此指针算术（当您考虑地址时）会“缩放” （如果是 4 个字节sizeof(a)，则可能为 20）int并且编译器不需要出于对齐目的进行填充——这是合理的假设，尽管当然还远未确定。

所以，之后

int *ptr = (int *)(&a+1);
int *t = (int *)(&a -1);

ptr是一个指向内存地址“sizeof(a)大于地址a”的int的指针，t对于“sizeof(a)小于a的地址”也是类似的。所以...：

 printf("%d  %d  %d \n", *(a+1), *(ptr-1), *(t+1));

结果应该是什么？

很可能是分段违规，否则20后面跟着两个完全任意的整数值。由于ptr和t是指向 的指针，因此和int的地址算术缩放不会补偿在 上完成的操作（内存地址的缩放是通过，而不是！），因此和分别指向（据称；-）s “结束后几秒”和“开始前几秒”。-1+1&asizeof(int)sizeof(a)ptr-1t+1intintainta

无法知道在这些任意地址处是否存在允许进程寻址的任何内存（因此可能存在分段违规），并且如果存在任何可访问的内存，则其“被视为int”的内容可能是什么。

编辑：@caf 指出这ptr - 1不是无效的——它正确地指向a;的最后一个元素。因此输出（除非存在分段错误，@NullUserException 认为这是不太可能的，但在这一点上我们不同意；-）将从20 50第三个“任意”垃圾之前开始。要点是，根据 C 标准，计算（尽管不使用）数组“仅超出末尾”的指针是有效的，并且数组的大小必须恰好等于该数组的长度乘以其元素的大小（填充）如果需要的话，元素的类型是允许的，如果是这样，它会显示在元素自己的 sizeof 中，但不适用于整个数组）。微妙，但重要；-)。