Question

在this Stackoverflow question或文章Undefined behavior can result in time travel (among other things, but time travel is the funkiest)中，可以了解到访问大于其大小的索引的数据结构是未定义的行为，并且当编译器看到时未定义的行为，它生成疯狂的代码，甚至没有报告遇到未定义的行为。这样做是为了使代码运行速度快几纳秒，因为标准允许它。出现所谓的“时间旅行”，因为编译器在控制流分支上运行，当它在分支中看到未定义的行为时，它只删除该分支（基于任何行为将在未定义行为的地方）。

然而，这是一个古老的习语：

struct myString {
    int length;
    char text[1];
}

用作

    char* s = "hello, world";
    int len = strlen(s);
    myString* m = malloc(sizeof(myString) + len);
    m->length = len;
    strcpy(&m->text,s);

现在，如果我访问m->text[3]会怎样？（注意它是如何声明的。）编译器会将其视为未定义的行为吗？如果是，我如何将一组静态未知数量的项目添加到结构的末尾？

特别是，我对一个大小至少为1但可能更多的数组感兴趣。排序，

struct x {
    unsigned u[1];
};

and access like `struct x* p; ... p->x[3]`.

UPD相关：Is the "struct hack" technically undefined behavior?（正如@mafso在评论中指出的那样）。

Answer 1

这可能是一个古老的习语，但两者都是未定义的行为 C和C ++。从C99开始，您可以编写如下内容：

struct MyString
{
    int length;
    char text[];
};

并按照您的描述使用它（尽管您可能需要在malloc中将长度加1。在C ++中，你需要跳转通过几个箍：

struct MyString
{
    int length
    char* text()
    {
        return reinterpret_cast<char*>( this + 1 );
    }
};

但是，对于char以外的任何其他内容，您需要观看出于对齐限制，因为编译器不知道结构的结尾必须正确对齐如下。（G ++使用，或者至少使用过这样的东西它的实施std::basic_string。和实例化像std::basic_string<double>这样的机器会崩溃 size_t只有4个字节，并且需要访问双精度数 8字节对齐。）

Answer 2

为了回答你的问题，编译器没有对数组索引进行边界检查，这就是灵活数组工作的原因。您可以在任何数组中使用任何索引。

Answer 3

你似乎对“未定义行为”的含义有一个奇怪的想法。编译器不需要识别导致未定义行为的代码，如果这样做，则不需要对它们做任何特别的事情。事实上，一种非常合理的方法是根本不做任何特殊处理。 undefined不是关于编译器可能生成的机器代码，而是关于运行它的效果。

话虽如此，数组和指针之间存在微妙但非常重要的区别。数组（例如char text[1]）具有关联存储，而指针（char *text或char text[]）则没有。

如果我访问m-＆gt; text [3]会发生什么？（注意它是如何声明的。）编译器会将其视为未定义的行为吗？

嗯，第一个未定义的行为与之前的语句相关联：

strcpy(&m->text,s);

m-＆gt; text指的是长度为1的char数组，strcpy()将在其末尾写入。就定义而言，在为结构分配的块中保留额外空间的事实是无关紧要的。在实践中，可能做你想要的，但依赖它是一个可怕的想法。

类似适用于访问m->text[3]。编译器更有可能识别越界访问，但即使这样做，效果也可能是你想要的。 “可能”，但不是某些。这就是为什么要避免依赖未定义的行为。

结构中的可变长度字符串和导致时间旅行的未定义行为

3 个答案: