log*_*536 15 c language-lawyer restrict-qualifier
restirct根据C 标准中的正式定义，以下合理的程序似乎具有未定义的行为：
void positive_intcpy(int * restrict q, const int * restrict p, size_t n) {
int *qBgn = q;
const int *pEnd = p + n;
// sequence point S
while (p != pEnd && *p>0) *q++ = *p++;
if (q != qBgn) fprintf(stderr,"Debug: %d.\n",*(q-1)); // undefined behavior!?
}
int main(void) {
int a[6] = {4,3,2,1,0,-1};
int b[3];
positive_intcpy(b,a,3);
return 0;
}
该函数将整数从一个数组复制到另一个数组，只要整数为正数。该fprintf调用显示最后复制的正整数（如果有）。p和之间永远不会有任何混叠q。
这真的是UB，还是我的推理错误？
这个问题涉及C99标准的6.7.3.1节。C23最新草案中相关文本没有变化。
q-1我们讨论的是上面标记的指针表达式。是否基于 指定的受限指针对象p？
标准说：
在下文中，指针表达式
E被称为基于对象[PwhereP是限制限定的指针对象] if (在执行B[whereB是与 的声明相关联的块P] 的执行中的某个序列点，然后再评估E）修改P为指向它以前指向的数组对象的副本将更改E[参见脚注]的值。请注意，“based”仅针对具有指针类型的表达式定义。[脚注]换句话说，
E依赖于它本身的值P，而不是依赖于通过 间接引用的对象的值P。例如，如果标识符的p类型为(int **restrict)，则指针表达式p和p+1基于 指定的受限指针对象p，但指针表达式*p和 则p[1]不是。
在我们的程序中，在S上面标记的序列点处，修改p为指向数组的副本a将导致p != pEnd始终为 true（因为pEnd不与 一起修改p），因此循环将执行直到变为 false，因此处*p>0的值q循环的结尾会改变（它会大一个机器字）。因此我们得出结论，我们的表达q-1是基于p.
现在标准说：
在 的每次执行期间
B，令为基于 的L任何左值。如果用于访问它指定的对象的值，并且也被修改（通过任何方式），则适用以下要求：[其中是声明指向的类型] 不应是 const 限定的。用于访问 的值的每个其他左值也应具有基于 的地址。就本子条款而言，每个修改的访问也应被视为修改。如果分配了基于与块关联的另一个受限指针对象的指针表达式的值，则 的执行应在 的执行之前开始，或者 的执行应在赋值之前结束。如果不满足这些要求，则行为未定义。&LPLXXTTPXPXPPEP2B2B2BB2
在我们的例子中，L是*(q-1). X是 处的对象&b[2]，已将其修改为B的值2。然而，T是const int，表示该程序有UB。
您可能会说这是无害的，因为编译器可能不会利用如此难以证明的 UB 情况，因此不会对其进行错误优化。
但同样的逻辑可以反过来应用，这会变得非常危险：
int f(int *restrict p, int *restrict q) {
int *p0=p, *q0=q;
// sequence point S
if (p != p0) q++;
if (q != q0) p++;
*p = 1;
*q = 2;
return *p + *q;
}
int main(void) {
int x;
printf("%d\n", f(&x,&x));
return 0;
}
GCC确实在这里进行了优化。GCC -O0打印4，同时GCC -O3打印3。不幸的是，从字面上看标准，GCC 肯定是错的。
原因如下：
*q = 2，q是“基于” p（因为如果p在序列点处修改S为指向 的副本x，则条件p != p0将变为 true，从而更改 的值q）。*p = 1，p是“基于” q（因为如果q在序列点处修改S为指向 的副本x，则条件q != q0将变为 true，从而更改 的值p）。f，通过指针表达式对任何对象的任何访问始终都是“基于”p和“基于” q。所以没有违反限制，既不是restrict p，也不是restrict q。请注意，限制限定指针不会在内部分配指针表达式f（因为p++和q++实际上不会发生）。restrict违规，因此程序没有UB，不允许编译器进行优化。在我看来，该标准未能以预期的方式定义“基于”。那么预期的方式是什么？我的意思是，显然有一个预期的含义，即允许 GCC 进行优化，并且我相信 GCC 在这种情况下在道德上是正确的。我想避免编写可能被错误优化的程序。
您对 6.7.3.1p3 的措辞允许您提到的情况的评估是正确的。这种措辞也违背了本意。
其意图首先在第 6.7.3p8 节中提到：
通过限制限定指针访问的对象与该指针具有特殊关联。这种关联（在下面的 6.7.3.1 中定义）要求对该对象的所有访问都直接或间接地使用该特定指针的值。
所以所描述的q都是q-1基于对象q，而不是对象p。
第 6.7.3.1p7 节给出了一个示例：
示例 1 文件范围声明
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)int * restrict a; int * restrict b; extern int c[];断言如果使用
a、b或之一访问某个对象c，并且该对象在程序中的任何位置被修改，则永远不会使用其他两个之一访问该对象
这进一步支持了这一意图。
通过严格阅读6.7.3.1p3，该表达式q-1基于对象p和q，这似乎没有多大意义，并且与上面引用的描述和示例相反。
我认为 6.7.3.1p3 的目的是捕获传递表达式，如下所示：
int x[5];
int * restrict p = x;
int *p1 = p+2; // p1 is based on p
int *p2 = p1-1; // p2 is also based on p
因为简单地陈述“一个表达式包括p其操作数”并不能解释这种情况。
6.7.3.1p3 的可能改写如下：
如果以下任一条件成立，则指针表达式E被称为基于对象P ：
- E包含P作为操作数
- E包含左值V作为操作数，并且V被设置为基于P 的表达式E2的值。
Joh*_*ger -1
这真的是UB，还是我的推理错误？
您的推理与规范的意图不一致。
S在我们的程序中，在上面标记的序列点处，修改p为指向a数组的副本将导致p != pEnd始终为 true （因为pEnd不与 一起修改p）
但这以及由此得出的推理并不是规范试图描述的内容。它对控制流变化引起的差异不感兴趣，例如您所呈现的那些。实际上很难准确描述，所以也许你可以原谅委员会，但这里是一个尝试：
考虑程序的执行，并查看具有影响某些表达式计算值的副作用的所有表达式计算E。
p想象一下，按照描述修改 的值，并再次执行所有相同的评估，考虑到p值的变化以及通过结果传播的差异，但不选择更多、更少或不同的表达式来评估，也不在不同的顺序。
如果 的最终评估E产生不同的值，则E基于p。
我认为这并不完美，但我希望它足以解释规范的含义和您所呈现的内容之间的差异。
有鉴于此，我希望您看到，p在某些精心选择的位置更改 的值可能会导致执行不同的评估顺序，这一事实并不密切。在评估“基于”时，我们着眼于对所执行的评估的影响，而不是这可能如何改变评估的顺序。
事实上，由于q和q - 1并不是p规范所意图的“基于”，因此该程序不会违反与 -restrict限定类型相关的要求。
但同样的逻辑也可以反过来应用，即
……无关紧要，因为它首先就是错误的。
但让我们看看这个例子中的程序：
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)int f(int *restrict p, int *restrict q) { int *p0=p, *q0=q; // sequence point S if (p != p0) q++; if (q != q0) p++; *p = 1; *q = 2; return *p + *q; } int main(void) { int x; printf("%d\n", f(&x,&x)); return 0; }
p、p0、p != p0和p++都是基于p，但又不基于q。
q、q0、q != q0和q++都是基于q，但又不基于p。
任一*p或*q可以填补规范的角色L，而另一个则restrict对一个底层对象执行违规修改。因此，该行为是未定义的，GCC 可以用它做任何它想做的事。