C负数组索引

Question

这是我的结构：

struct Node {
    struct Node* data;
    struct Node* links[4];
}

假设没有填充，Node->links[-1]是否确保指向Node::data？

Answer 1

不保证;这是未定义的行为：

• 依赖于编译器的结构填充
• 标准仅定义0和长度（包括）之间的数组索引
• 可能的严格别名违规

在实践中，您最终可能会指向data，但任何尝试访问它都会导致UB。

Answer 2

数组下标是根据指针算法定义的，C99标准对指针算术有这个说法：

  

如果指针操作数和   结果指向的元素   相同的数组对象，或一个过去   数组对象的最后一个元素，   评估不得产生   溢流;否则，行为是   未定义。

因此，严格来说，访问Node->links[-1]（即使只是获取Node->links[-1]的地址）是未定义的行为。因此，您无法保证Node->links[-1]能够获得Node::data。

但正如许多评论家所提到的那样，它几乎总能奏效。我仍然认为应该避免的编程习惯很差。如果不是为了技术性，那么因为它要求对struct Node的修改很容易导致编译器无法帮助你的错误。当有人在data和links之间添加内容时，事情就会神秘地破裂。

Answer 3

union可能会对您有所帮助。像这样：

struct Node {
  union {
    Node *data;
    struct {
      Node *lnk[5];
    } links;
  }
}

Answer 4

我会说是，但为什么不将其声明为

struct Node {
    struct Node* links[5];
}

Answer 5

几乎是

是的，几乎可以肯定将指向data，但这可能不是一个保证。

你确实得到x[-1]与*(x - 1)相同的保证，所以，根据你在x - 1的地址放置的内容，那么你确实有一种保证。 （并且不要忘记，当从指针中减去时，减量取决于项目的大小。）

虽然其他人在严格别名的基础上提出异议，但在这种情况下，类型是相同的，因此精心优化不应删除您预期的行为。

Answer 6

我认为是。但是标准没有保证没有填充。

编辑：但是标准还说如果“数组下标超出范围，行为是未定义的，即使某个对象显然可以使用给定的下标访问”。

Answer 7

这是实现定义，取决于实现焊盘结构和数组的方式。但是，只要它以相同的方式填充结构和数组，它就应该可以工作。