哪些指针值可以很好地计算？

Question

我的印象是，虽然取消引用不指向有效对象的指针是 UB，但简单地计算此类指针就可以了。

但是，如果我正确理解expr.add[4]，则情况并非如此。

那么这些指针计算中哪些是明确定义的？

int a = 42;
int *p = &a;
p;           // valid, and obviously ok
p++;         // invalid, but ok, because one past the end of 'array' containing 1 element?
p++;         // UB ?

这个案子怎么样？

int *p = nullptr;
p;                // invalid, and obviously ok (considered one past the end?)
p++;              // one past the end? or UB?

Answer 1

在你的第一个例子中，第一个p++是明确定义的，因为非数组被认为是一个长度的数组。

这是相关报价（basic.compound/3.4）：

出于指针算术 ([expr.add]) 和比较 ([expr.rel], [expr.eq]) 的目的，超过 n 个元素的数组 x 的最后一个元素末尾的指针被认为等价于指向 x 的假设数组元素 n 的指针和不是数组元素的类型 T的对象被认为属于具有一个类型 T 的元素的数组。

在 之后p++，p它将指向（假设）数组的最后一个（也是唯一一个）元素，这是明确定义的。它不是“无效，但可以”，因为指向对象末尾的指针不是无效指针，basic.compound/3.2：

指针类型的每个值都是以下之一：

• [...]

• 一个指针过去的对象的端

• [...]

• 无效的指针值。

第p++一个示例中的第二个是 UB，因为结果将指向未定义的假设 (&a)[1] 元素之后。

在您的第二个示例中，p++是 UB，因为只能将 0 添加到nullptr( expr.add/4.1 )：

• 如果 P 计算为空指针值而 J 计算为 0，则结果为空指针值。

• [...]

• 否则，行为是 undefined。