访问多维数组的元素是否越界未定义行为？

Question

请原谅令人困惑的问题标题，但我不确定如何更清楚地表达它。

在 C 中，越界访问数组被归类为未定义行为。然而，数组元素保证在内存中连续排列，数组下标运算符是指针运算的语法糖（例如x[3] == *(x + 3)）。因此，我个人希望以下代码的行为是明确定义的：

int array[10][10];
int i = array[0][15]; // i == array[1][5]?

如果我对标准的解释是正确的，这将是未定义的行为。我错了吗？

Answer 1

根据标准，这显然是未定义行为，因为在J.2 未定义行为部分（在在线 C99 标准草案中找到）中明确列出了这种情况：

数组下标超出范围，即使对象显然可以使用给定的下标访问（如a[1][7]给定声明的左值表达式 int a[4][5]）（6.5.6）。

你的例子仍然可以工作，实际上我在C代码中看到了很多这样的情况；但是，准确地说，它是UB。

@StaceyGirl 标准的多个部分关心如何导出指针，而不仅仅是表示形式相同和数学有效。有时它会带来更好的别名分析。我不确定它通过多维数组访问会带来什么，除非您使用一些异国情调/分段架构，例如 Eric Postpischil 的示例。总的来说，我认为该标准可以更好地解释其动机和理由。在“uintptr_t”中进行指针算术有效地回避了这些问题，但随后您就处于实现定义的领域。 (2认同)

Answer 2

该标准非常清楚地表明unsigned char arr[10][10];，arr[0][x]如果x超过 9 ，则尝试访问将产生 UB 。

然而，我认为同样清楚的是，标准的作者打算允许代码将任何对象的地址，包括多维数组，作为字符指针，然后索引该指针以访问所有字节物体。

如果标准说arr[0]产生一个char*只能用于访问前十个元素(char*)arr的指针，但会产生一个可以访问整个数组的指针，这将满足上述两个目标，但我在表明arr[0]和(char*)arr不相等的标准。

最有可能的是，标准的作者期望实现会在这种极端情况下寻求明智的行为，无论标准是否完整地描述了它们。我不确定 clang 和 gcc 是否符合关于这个特定问题的这种期望，但这种期望通常不成立。