Question

char *buf = malloc(bufsize)
char *ptr = buf;
…
while(condition) {
    ptrdiff_t offset = ptr - buf;    // <========== THIS LINE

    // offset will never be negative because we only ever *increase* ptr
    if ((size_t)offset > bufsize) {
        // we need more room
        bufsize += 128;
        buf = realloc(buf, bufsize);
        ptr = buf + offset;  // buf might be in a completely new location
    }
    *ptr++ = …  // write this byte
}

有效或未定义？

我原以为它是有效的，但是我读到了一些关于它未定义的内容，所以我用Google搜索了它。这些链接似乎不可避免地声称它未定义：

然而，在这些SO问题中没有提到它：

这些都谈论不是两个指针在同一个“数组”中。这实际上是指堆栈上的普通旧C数组吗？

如果它是未定义的，对我来说似乎很奇怪...当我有权访问一个常量指针和一个移动指针时，为什么强迫我携带一个计数器变量？

Answer 1

指向malloc返回的内存块的指针计入同一个数组：

c11

7.22.3内存管理功能

1 -   如果分配成功[...]可能被分配给[malloc]返回的指针   指向任何类型的对象的指针然后使用   在分配的空间中访问这样的对象或这些对象的数组（直到空间   明确解除分配。）

Answer 2

ptrdiff_t offset = ptr - buf;    // <========== THIS LINE

这是完全定义的行为。

（C99,6.5.6p9）“当减去两个指针时，两个指针都指向同一个数组对象的元素[...]”

Answer 3

它是定义的行为，只要你没有超过数组末尾的一个元素。 C99§6.5.6/ 8说明了添加指针和整数：

[...]如果两个指针操作数和结果指向同一个数组对象的元素，或者指向最后一个数组对象的元素数组对象的元素，评估不得产生溢出;否则，行为未定。 [...]

关于减法的第9段：

9）当减去两个指针时，两个指针都指向同一个数组对象的元素，或者超过数组对象的最后一个元素; [...]

来自§7.20.3/ 1：

如果分配则返回指针适当地对齐成功，以便可以将其指定给指向任何类型对象的指针然后用于在分配的空间中访问此类对象或此类对象的数组（直到空间被明确释放）。

因此，一旦将ptr移动到指向最后一个数组元素之后的元素之外，执行指针减法就是未定义的行为。

我相信有些系统会因为这个代码而表现不佳，尽管我不能说出任何名称。理论上，malloc()可以返回指向可寻址存储器结束之前的指针，例如，如果你要求255个字节，它可以在32位系统上返回0xFFFFFF00，因此创建一个超出末尾的指针将导致溢出。指针表示中的整数溢出也可能触发某种陷阱（例如，如果指针存储在特殊寄存器中）。虽然我不知道任何具有这些属性的系统，但C标准当然允许它们存在。

什么时候指针减法在C中未定义？

3 个答案:

7.22.3内存管理功能