下标运算符中不会发生无符号下溢，为什么？

Question

我一直认为下一个例子是未定义的行为（访问数组越界）：

int main()
{
    int* a= new int[3];
    a[0] = 100;
    a++;
    
    unsigned long index = 0;
    
    printf("%d\n", a[-1]);
    printf("%d\n", a[index - 1]);
    printf("%ul\n", index - 1);
}

然而，这个输出很好：

100
100
4294967295l

为什么下标运算符不会发生下溢？

Answer 1

为什么下标运算符不会发生下溢？

printf("%d\n", a[-1]);已定义行为。指针算术适用于任何整型，因此该signed int值-1会添加到a，从而对已初始化的元素进行界内访问。

printf("%d\n", a[index - 1]);有未定义的行为。index - 1是一个混合秩积分表达式，并且比unsigned long具有更大的¹阶int，因此它是一个无符号表达式，相当于std::numeric_limits<unsigned long>::max()。添加它a是超出范围的，因此是未定义的行为。由于该标准对观察到的行为没有提出任何要求，因此打印 100 是符合要求的。

printf("%ul\n", index - 1);有未定义的行为。lu是 的正确格式说明符unsigned long。

1. 同等等级也会导致转换为无符号，因此需要有unsigned short定义的行为。