Question

我想计算两个地址之间的字节数。

uint32_t length = &b - &a;

当a和b为uint32_t时，长度为1。

uint32_t a, b;
uint32_t length = &b - &a;  // length is one

当a和b为uint8_t时，长度为4。

uint8_t a, b;
uint32_t length = &b - &a;  // length is four

因此，计算是a和b之间的uint32_t或uint8_t的数量，而不是我错误预期的地址之间的数学差异。

我的问题：C语言的哪一部分包括地址计算？有人可以引用讨论该主题的规范中的位置吗？

Answer 1

指针减法在C standard：

的第6.5.6节中介绍

3 对于减法，以下之一应保留：


两个操作数都有算术类型;

两个操作数都指向兼容的完整对象类型的限定或非限定版本; 或

左操作数是指向完整对象类型的指针，右操作数是整数类型。


...

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，或者指向数组最后一个元素的元素   宾语;结果是两者下标的差异   数组元素。结果的大小是实现定义的，和   它的类型（有符号整数类型）是在ptrdiff_t中定义的    头。如果结果在对象中无法表示   该类型，行为未定义。换句话说，如果   表达式P和Q分别指向第i和第j个元素   对于数组对象，表达式（P） - （Q）具有提供的值i-j   该值适合ptrdiff_t类型的对象。而且，如果   表达式P指向数组对象的元素或一个元素   超过数组对象的最后一个元素，表达式Q指向   到同一个数组对象的最后一个元素，表达式   （（Q）+1） - （P）具有与（（Q） - （P））+ 1相同的值和 - （（P） - （（Q）+1）），   如果表达式P指向过去的一个，则其值为零   数组对象的元素，即使表达式（Q）+1没有   指向数组对象的元素。

所以区别在于两者之间的元素的数量，而不是字节数。

请注意，这只允许减去同一数组的两个元素之间的指针。所以这是合法的：

uint32_t a[5];
uint32_t len = &a[1] - &a[0];

但这不是：

uint32_t a, b
uint32_t len = &b - &a;

Answer 2

如果指针具有不同的类型或不指向相同的存储块（即表或以其他方式分配），则不允许在符合标准的C指针算术中使用

。否则就是UB

但是如果变量位于相同的连续地址空间中 - 例如在ARM中，如果指针具有相同的类型或者将它们转换为相同的类型，则将定义此算法的结果。

这不是符合C标准的代码

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>


uint64_t c;
uint64_t d;
uint16_t e;
uint8_t f;


int main(void)
{   uint32_t a,b;
    printf("%lld\n", (long long)((uint8_t *)&b - (uint8_t *)&a));
    printf("%lld\n", (long long)((uint8_t *)&c - (uint8_t *)&a));
    printf("%lld\n", (long long)((uint8_t *)&d - (uint8_t *)&c));
    printf("%lld\n", (long long)((uint8_t *)&e - (uint8_t *)&d));
    printf("%lld\n", (long long)((uint8_t *)&f - (uint8_t *)&c));
}

将打印的内容是100％直至实施。一些结果可能有另一种意义。

这种算法在嵌入式开发中使用，例如通过在链接器脚本中定义符号（例如bss的开始和bss的结尾），然后这些符号（实际上是它们的地址）用于执行诸如归零之类的操作bss或初始化数据段

你可以在Linux机器上试试： https://ideone.com/dm0R5M

Answer 3

我想计算两个地址之间的字节数。

如果地址在同一个数组中，代码可以减去指针以获得差异中元素数量的计数。然后乘以类型的大小来报告“字节”的数量。

ptrdiff_t diff = &a[some_index] - &a[some__other_index];
diff *= sizeof a[0];
printf("Diff %td\n", diff);

如果不知道2个对象的地址在同一个数组中，代码可以仔细减去，但根据内存模型，差异可能代表也可能不代表“字节”差异。 IAC，下面避免了未定义的行为。

#include <inttypes.h>
#include <stdio.h>

void *va = &a;
void *vb = &b;
// optional types
uintptr_t ua = (uintptr_t)va;
uintptr_t ub = (uintptr_t)vb;
uintptr_t diff = ua > ub ? ua - ub : ub - ua;
printf("Maybe byte difference of %" PRIuPTR "\n", diff);

如何计算两个地址之间的距离？

3 个答案: