在 C 中从末尾访问数组？

Question

最近，我注意到，在C，有一个重要区别array，并&array以下声明：

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

前者是一个指向 char 的指针，而后者是一个指向 6 个字符的数组的指针。另外值得注意的是，写作a[b]是*(a + b). 确实，您可以编写2[array]并根据标准完美运行。

所以我们可以利用这些信息来写：

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

&array具有 6 个字符的大小，因此(&array)[1])是指向位于数组后面的字符的指针。通过查看，[-1]我正在访问最后一个元素。

有了这个，我可以例如交换整个数组：

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]);
}

这种最后访问数组的方法有缺陷吗？

Answer 1

C 标准没有定义(&array)[1].

考虑&array + 1。这是由 C 标准定义的，原因有二：

• 在进行指针运算时，结果定义为从数组的第一个元素（索引为 0）到最后一个元素之后的结果。
• 在进行指针运算时，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是一个指向单个对象的指针（它本身就是一个数组，但指针算法是针对数组指针，而不是元素指针）。

所以&array + 1是定义指针运算它指向刚刚超越结束array。

但是，根据下标运算符的定义，(&array)[1]是*(&array + 1)。虽然&array + 1定义了，但应用*到它时却没有。C 2018 6.5.6 8 明确告诉我们，关于指针运算的结果，“如果结果指向数组对象的最后一个元素，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，这不是您应该依赖的行为。您可以使用 获得指向数组最后一个元素之外的良好指针char *End = array + sizeof array / sizeof *array;。然后你可以使用End[-1]来引用最后一个元素，End[-2]引用倒数第二个元素，依此类推。