Tôi đã thấy nó được khẳng định nhiều lần bây giờ rằng mã sau không được Tiêu chuẩn C ++ cho phép:

int array[5];
int *array_begin = &array[0];
int *array_end = &array[5];

Là &array[5]pháp C ++ mã trong bối cảnh này?

Tôi muốn một câu trả lời có tham chiếu đến Tiêu chuẩn nếu có thể.

Cũng sẽ rất thú vị nếu biết nó có đáp ứng tiêu chuẩn C. Và nếu nó không phải là C ++ tiêu chuẩn, tại sao quyết định xử lý nó khác với array + 5hoặc &array[4] + 1?

Ví dụ của bạn là hợp pháp, nhưng chỉ vì bạn không thực sự sử dụng con trỏ nằm ngoài giới hạn.

Trước tiên, hãy xử lý con trỏ ngoài giới hạn (vì đó là cách tôi giải thích câu hỏi của bạn ban đầu, trước khi tôi nhận thấy rằng ví dụ này sử dụng con trỏ một quá khứ-cuối):

Nói chung, bạn thậm chí không được phép tạo một con trỏ nằm ngoài giới hạn. Một con trỏ phải trỏ đến một phần tử trong mảng hoặc một phần tử ở phía sau phần cuối . Không nơi nào khác.

Con trỏ thậm chí không được phép tồn tại, có nghĩa là bạn rõ ràng cũng không được phép tham khảo nó.

Đây là những gì tiêu chuẩn phải nói về chủ đề này:

5,7: 5:

Khi một biểu thức có kiểu tích phân được thêm vào hoặc trừ khỏi một con trỏ, kết quả có kiểu toán hạng con trỏ. Nếu toán hạng con trỏ trỏ đến một phần tử của đối tượng mảng và mảng đủ lớn, thì kết quả trỏ đến một phần tử khác với phần tử ban đầu sao cho sự khác biệt của các chỉ số con của phần tử mảng kết quả và ban đầu bằng biểu thức tích phân. Nói cách khác, nếu biểu thức P trỏ đến phần tử thứ i của một đối tượng mảng thì các biểu thức (P) + N (tương đương, N + (P)) và (P) -N (trong đó N có giá trị n) trỏ tương ứng với các phần tử thứ i + n và i-n-thứ của đối tượng mảng, miễn là chúng tồn tại. Hơn nữa, nếu biểu thức P trỏ đến phần tử cuối cùng của một đối tượng mảng, biểu thức (P) +1 trỏ một điểm qua phần tử cuối cùng của đối tượng mảng và nếu biểu thức Q trỏ một điểm qua phần tử cuối cùng của đối tượng mảng, thì biểu thức (Q) -1 trỏ đến phần tử cuối cùng của đối tượng mảng . Nếu cả toán hạng con trỏ và kết quả đều trỏ đến các phần tử của cùng một đối tượng mảng, hoặc một phần tử vượt qua phần tử cuối cùng của đối tượng mảng, thì phép đánh giá sẽ không tạo ra quá nhiều;nếu không, hành vi là hoàn tác .

(nhấn mạnh của tôi)

Tất nhiên, điều này là dành cho toán tử +. Vì vậy, chỉ để chắc chắn, đây là những gì tiêu chuẩn nói về chỉ số mảng mảng:

5.2.1: 1:

Biểu thức E1[E2]giống hệt nhau (theo định nghĩa) với*((E1)+(E2))

Tất nhiên, có một cảnh báo rõ ràng: Ví dụ của bạn không thực sự hiển thị một con trỏ nằm ngoài giới hạn. nó sử dụng một con trỏ "một quá khứ cuối", con trỏ này khác. Con trỏ được phép tồn tại (như phần trên đã nói), nhưng tiêu chuẩn, theo như tôi thấy, không nói gì về việc bỏ tham chiếu nó. Gần nhất tôi có thể tìm thấy là 3,9,2: 3:

[Lưu ý: ví dụ: địa chỉ nằm sau phần cuối của mảng (5.7) sẽ được coi là trỏ đến một đối tượng không liên quan của kiểu phần tử của mảng có thể nằm ở địa chỉ đó. —Gửi ghi chú]

Điều này đối với tôi dường như ngụ ý rằng có, bạn có thể tham khảo nó một cách hợp pháp, nhưng kết quả của việc đọc hoặc ghi vào vị trí là không xác định.

Cảm ơn ilproxyil đã sửa phần cuối cùng ở đây, trả lời phần cuối cùng của câu hỏi của bạn:

• array + 5không thực sự bỏ qua bất cứ điều gì, nó chỉ đơn giản tạo ra một con trỏ đến một quá khứ kết thúc array.
• &array[4] + 1dereferences array+4(hoàn toàn an toàn), lấy địa chỉ của giá trị đó và thêm một địa chỉ vào địa chỉ đó, dẫn đến một con trỏ quá khứ-cuối (nhưng con trỏ đó không bao giờ được tham chiếu đến.
• &array[5] dereferences array + 5 (theo tôi thấy là hợp pháp và dẫn đến "một đối tượng không liên quan của kiểu phần tử của mảng", như đã nói ở trên), và sau đó lấy địa chỉ của phần tử đó, điều này cũng có vẻ đủ hợp pháp.

Vì vậy, họ không làm điều hoàn toàn giống nhau, mặc dù trong trường hợp này, kết quả cuối cùng là như nhau.

Vâng, nó hợp pháp. Từ tiêu chuẩn dự thảo C99 :

§6.5.2.1, đoạn 2:

Biểu thức hậu tố theo sau là một biểu thức trong dấu ngoặc vuông []là một ký hiệu được chỉ định dưới dạng ký hiệu con của một phần tử của một đối tượng mảng. Định nghĩa của toán tử [] chỉ số con E1[E2]giống với (*((E1)+(E2))). Do các quy tắc chuyển đổi áp dụng cho +toán tử nhị phân , nếu E1là một đối tượng mảng (tương đương, một con trỏ đến phần tử ban đầu của một đối tượng mảng) và E2là một số nguyên, E1[E2]chỉ định E2phần tử thứ-của E1(đếm từ 0).

§6.5.3.2, đoạn 3 (tôi nhấn mạnh):

Các unary &nhà điều hành mang lại địa chỉ của toán hạng của nó. Nếu toán hạng có kiểu '' kiểu '', kết quả có kiểu '' con trỏ cần nhập ''. Nếu toán hạng là kết quả của toán tử một ngôi *, cả toán tử đó và toán tử đều không &được đánh giá và kết quả giống như cả hai đều bị bỏ qua, ngoại trừ các ràng buộc đối với toán tử vẫn áp dụng và kết quả không phải là giá trị. Tương tự, nếu toán hạng là kết quả của một []toán tử, thì cả toán tử & và toán tử *một ngôi được ngụ ý bởi hàm []đều được đánh giá và kết quả giống như khi &toán tử bị xóa và []toán tử được thay đổi thành một +toán tử. Nếu không, kết quả là một con trỏ tới đối tượng hoặc hàm được chỉ định bởi toán hạng của nó.

§6.5.6, đoạn 8:

Khi một biểu thức có kiểu số nguyên được thêm vào hoặc trừ khỏi một con trỏ, kết quả có kiểu toán hạng con trỏ. Nếu toán hạng con trỏ trỏ đến một phần tử của một đối tượng mảng và mảng đủ lớn, thì kết quả trỏ đến một phần tử khác với phần tử ban đầu sao cho hiệu số của các chỉ số con của phần tử mảng kết quả và ban đầu bằng biểu thức số nguyên. Nói cách khác, nếu biểu thức Ptrỏ đến iphần tử -th của một đối tượng mảng, thì các biểu thức (P)+N(tương đương, N+(P)) và (P)-N(trong đó Ncó giá trị n) lần lượt trỏ đến các phần tử -th i+nvà i−n-th của đối tượng mảng, miễn là chúng hiện hữu. Hơn nữa, nếu biểu thứcPtrỏ đến phần tử cuối cùng của đối tượng mảng, biểu thức (P)+1trỏ tới phần tử cuối cùng của đối tượng mảng và nếu biểu thức Qtrỏ đến phần tử cuối cùng của đối tượng mảng, thì biểu thức (Q)-1trỏ đến phần tử cuối cùng của đối tượng mảng. Nếu cả toán hạng con trỏ và kết quả đều trỏ đến các phần tử của cùng một đối tượng mảng hoặc một phần tử vượt qua phần tử cuối cùng của đối tượng mảng, thì phép đánh giá sẽ không tạo ra lỗi tràn; nếu không, hành vi là không xác định. Nếu kết quả trỏ qua phần tử cuối cùng của đối tượng mảng, nó sẽ không được sử dụng làm toán hạng của toán tử một ngôi *được đánh giá.

Lưu ý rằng tiêu chuẩn cho phép con trỏ trỏ một phần tử qua phần cuối của mảng một cách rõ ràng, miễn là chúng không được tham chiếu đến . Bởi 6.5.2.1 và 6.5.3.2, biểu thức &array[5]tương đương với &*(array + 5), tương đương với (array+5), chỉ một điểm qua phần cuối của mảng. Điều này không dẫn đến một cuộc bỏ phiếu (theo 6.5.3.2), vì vậy nó là hợp pháp.

Nó là hợp pháp.

Theo tài liệu gcc cho C ++ , &array[5]là hợp pháp. Trong cả C ++ và C, bạn có thể giải quyết một cách an toàn phần tử ở cuối một mảng - bạn sẽ nhận được một con trỏ hợp lệ. Vì vậy, &array[5]như một biểu thức là hợp pháp.

Tuy nhiên, nó vẫn là hành vi không xác định để cố gắng bỏ tham chiếu con trỏ đến bộ nhớ chưa được phân bổ, ngay cả khi con trỏ trỏ đến một địa chỉ hợp lệ. Vì vậy, cố gắng bỏ tham chiếu đến con trỏ được tạo bởi biểu thức đó vẫn là hành vi không xác định (tức là bất hợp pháp) mặc dù bản thân con trỏ là hợp lệ.

Trong thực tế, tôi tưởng tượng nó thường sẽ không gây ra sự cố.

Chỉnh sửa: Nhân tiện, đây nói chung là cách trình lặp end () cho vùng chứa STL được triển khai (như một con trỏ đến một quá khứ-cuối), vì vậy đó là một minh chứng khá tốt cho việc thực hành là hợp pháp.

Chỉnh sửa: Ồ, bây giờ tôi thấy bạn không thực sự hỏi rằng việc giữ con trỏ đến địa chỉ đó có hợp pháp hay không, nhưng liệu cách lấy con trỏ chính xác đó có hợp pháp không. Tôi sẽ hoãn lại những người trả lời khác về vấn đề đó.

Tôi tin rằng điều này là hợp pháp và nó phụ thuộc vào việc chuyển đổi 'giá trị thành giá trị' đang diễn ra. Dòng cuối cùng Vấn đề cốt lõi 232 có như sau:

Chúng tôi đồng ý rằng cách tiếp cận trong tiêu chuẩn có vẻ ổn: p = 0; * p; vốn dĩ không phải là một lỗi. Một chuyển đổi giá trị thành giá trị sẽ cung cấp cho nó hành vi không xác định

Mặc dù đây là một ví dụ hơi khác, nhưng những gì nó cho thấy là '*' không dẫn đến chuyển đổi giá trị thành giá trị và do đó, vì biểu thức là toán hạng ngay lập tức của '&' mong đợi một giá trị sau đó hành vi được xác định.

Tôi không tin rằng điều đó là bất hợp pháp, nhưng tôi tin rằng hành vi của & array [5] là không xác định.

• 5.2.1 [expr.sub] E1 [E2] giống hệt (theo định nghĩa) với * ((E1) + (E2))

• 5.3.1 [expr.unary.op] unary * operator ... kết quả là một giá trị tham chiếu đến đối tượng hoặc hàm mà biểu thức trỏ tới.

Tại thời điểm này, bạn có hành vi không xác định vì biểu thức ((E1) + (E2)) không thực sự trỏ đến một đối tượng và tiêu chuẩn cho biết kết quả phải như thế nào trừ khi nó thực hiện.

• 1.3.12 [defns.undefined] Hành vi không xác định cũng có thể xảy ra khi tiêu chuẩn này bỏ qua phần mô tả về bất kỳ định nghĩa rõ ràng nào về hành vi.

Như đã lưu ý ở phần khác, array + 5và &array[0] + 5là những cách hợp lệ và được xác định rõ ràng để lấy một con trỏ nằm ngoài phần cuối của mảng.

Ngoài các câu trả lời trên, tôi sẽ chỉ ra toán tử & có thể được ghi đè cho các lớp. Vì vậy, ngay cả khi nó hợp lệ đối với POD, có lẽ không phải là ý kiến ​​hay khi thực hiện đối với một đối tượng mà bạn biết là không hợp lệ (giống như ghi đè toán tử & () ngay từ đầu).

Điều này là hợp pháp:

int array[5];
int *array_begin = &array[0];
int *array_end = &array[5];

Phần 5.2.1 Ký hiệu Biểu thức E1 [E2] giống hệt nhau (theo định nghĩa) với * ((E1) + (E2))

Vì vậy, chúng ta có thể nói rằng array_end cũng tương đương:

int *array_end = &(*((array) + 5)); // or &(*(array + 5))

Phần 5.3.1.1 Toán tử một ngôi '*': Toán tử một ngôi * thực hiện điều hướng: biểu thức mà nó được áp dụng sẽ là một con trỏ đến một kiểu đối tượng hoặc một con trỏ đến một kiểu hàm và kết quả là một giá trị tham chiếu đến đối tượng hoặc hàm mà biểu thức trỏ đến. Nếu kiểu của biểu thức là "con trỏ tới T", thì loại kết quả là "T." [Lưu ý: một con trỏ đến một kiểu không hoàn chỉnh (không phải cv void) có thể được tham chiếu đến. Giá trị thu được do đó có thể được sử dụng theo những cách hạn chế (để khởi tạo một tham chiếu chẳng hạn); giá trị này không được chuyển đổi thành giá trị, xem 4.1. - ghi chú cuối]

Phần quan trọng của những điều trên:

'kết quả là một giá trị tham chiếu đến đối tượng hoặc chức năng'.

Toán tử một ngôi '*' đang trả về một giá trị tham chiếu đến int (không có tham chiếu). Toán tử một ngôi '&' sau đó lấy địa chỉ của giá trị.

Miễn là không có sự hủy tham chiếu của một con trỏ ngoài giới hạn thì hoạt động được bao phủ hoàn toàn bởi tiêu chuẩn và tất cả hành vi được xác định. Vì vậy, bằng cách đọc của tôi ở trên là hoàn toàn hợp pháp.

Thực tế là rất nhiều thuật toán STL phụ thuộc vào hành vi được xác định rõ ràng, là một loại gợi ý rằng ủy ban tiêu chuẩn đã mặc dù vậy và tôi chắc chắn rằng có một cái gì đó bao gồm điều này một cách rõ ràng.

Phần bình luận dưới đây đưa ra hai lập luận:

(vui lòng đọc: nhưng nó dài và cả hai chúng tôi kết thúc trollish)

Đối số 1

điều này là bất hợp pháp vì mục 5.7 đoạn 5

Khi một biểu thức có kiểu tích phân được thêm vào hoặc trừ khỏi một con trỏ, kết quả có kiểu toán hạng con trỏ. Nếu toán hạng con trỏ trỏ đến một phần tử của một đối tượng mảng và mảng đủ lớn, thì kết quả trỏ đến một phần tử khác với phần tử ban đầu sao cho hiệu số của các chỉ số con của phần tử mảng kết quả và ban đầu bằng biểu thức tích phân. Nói cách khác, nếu biểu thức P trỏ đến phần tử thứ i của một đối tượng mảng thì các biểu thức (P) + N (tương đương, N + (P)) và (P) -N (trong đó N có giá trị n) trỏ tương ứng với các phần tử thứ i + n và i - n của đối tượng mảng, miễn là chúng tồn tại. Hơn nữa, nếu biểu thức P trỏ đến phần tử cuối cùng của một đối tượng mảng, thì biểu thức (P) +1 trỏ một điểm qua phần tử cuối cùng của đối tượng mảng, và nếu biểu thức Q trỏ qua phần tử cuối cùng của đối tượng mảng thì biểu thức (Q) -1 trỏ đến phần tử cuối cùng của đối tượng mảng. Nếu cả toán hạng con trỏ và kết quả đều trỏ đến các phần tử của cùng một đối tượng mảng hoặc một phần tử vượt qua phần tử cuối cùng của đối tượng mảng, thì phép đánh giá sẽ không tạo ra lỗi tràn; nếu không, hành vi là không xác định.

Và mặc dù phần này có liên quan; nó không hiển thị hành vi không xác định. Tất cả các phần tử trong mảng mà chúng ta đang nói đến đều nằm trong mảng hoặc nằm sau phần cuối của mảng (được xác định rõ bởi đoạn trên).

Đối số 2:

Đối số thứ hai được trình bày dưới đây là: *là toán tử khử tham chiếu.
Và mặc dù đây là một thuật ngữ phổ biến được sử dụng để mô tả toán tử '*'; thuật ngữ này được cố ý tránh trong tiêu chuẩn vì thuật ngữ 'hủy tham chiếu' không được xác định rõ về ngôn ngữ và ý nghĩa của điều đó đối với phần cứng cơ bản.

Mặc dù việc truy cập bộ nhớ nằm ngoài phần cuối của mảng chắc chắn là hành vi không xác định. Tôi không tin rằng việc unary * operatortruy cập bộ nhớ (đọc / ghi vào bộ nhớ) trong ngữ cảnh này (không theo cách mà tiêu chuẩn xác định). Trong ngữ cảnh này (như được định nghĩa bởi tiêu chuẩn (xem 5.3.1.1))) unary * operatortrả về a lvalue referring to the object. Theo hiểu biết của tôi về ngôn ngữ, đây không phải là quyền truy cập vào bộ nhớ cơ bản. Kết quả của biểu thức này sau đó được sử dụng ngay lập tức bởi unary & operatortoán tử trả về địa chỉ của đối tượng được tham chiếu bởi lvalue referring to the object.

Nhiều tài liệu tham khảo khác đến Wikipedia và các nguồn không chính tắc được trình bày. Tất cả những điều đó tôi thấy không liên quan. C ++ được định nghĩa theo tiêu chuẩn .

Phần kết luận:

Tôi muốn thừa nhận rằng có nhiều phần của tiêu chuẩn mà tôi có thể đã không xem xét và có thể chứng minh những lập luận trên của tôi là sai. KHÔNG được cung cấp bên dưới. Nếu bạn cho tôi xem một tham chiếu tiêu chuẩn cho thấy đây là UB. tôi sẽ

1. Để lại câu trả lời.
2. Nói chung là điều này thật ngu ngốc và tôi đã sai cho tất cả mọi người khi đọc.

Đây không phải là một đối số:

Không phải mọi thứ trên toàn thế giới đều được định nghĩa bởi tiêu chuẩn C ++. Mở rộng tâm trí của bạn.

Bản nháp đang làm việc ( n2798 ):

"Kết quả của toán tử & một ngôi là một con trỏ đến toán hạng của nó. Toán hạng sẽ là giá trị hoặc id định tính. Trong trường hợp đầu tiên, nếu kiểu của biểu thức là" T ", thì loại kết quả là" con trỏ tới T. ”" (trang 103)

array [5] không phải là id đủ điều kiện tốt nhất mà tôi có thể nói (danh sách ở trang 87); gần nhất dường như là số nhận dạng, nhưng trong khi mảng là số nhận dạng, mảng [5] thì không. Nó không phải là một lvalue vì "Một lvalue đề cập đến một đối tượng hoặc chức năng." (Tr. 76). array [5] rõ ràng không phải là một hàm và không được đảm bảo tham chiếu đến một đối tượng hợp lệ (vì mảng + 5 nằm sau phần tử mảng được cấp phát cuối cùng).

Rõ ràng, nó có thể hoạt động trong một số trường hợp nhất định, nhưng nó không phải là C ++ hợp lệ hoặc an toàn.

Lưu ý: Việc thêm để lấy một mảng vượt qua là hợp pháp (tr. 113):

"nếu biểu thức P [a pointer] trỏ đến phần tử cuối cùng của đối tượng mảng, thì biểu thức (P) +1 trỏ một điểm qua phần tử cuối cùng của đối tượng mảng và nếu biểu thức Q trỏ một điểm qua phần tử cuối cùng của một đối tượng mảng, biểu thức (Q) -1 trỏ đến phần tử cuối cùng của đối tượng mảng. Nếu cả toán hạng con trỏ và kết quả đều trỏ đến các phần tử của cùng một đối tượng mảng hoặc một phần tử sau cùng của đối tượng mảng, đánh giá sẽ không tạo ra quá nhiều "

Nhưng nó không hợp pháp để làm như vậy bằng cách sử dụng &.

Ngay cả khi nó là hợp pháp, tại sao lại rời khỏi quy ước? mảng + 5 dù sao cũng ngắn hơn và theo tôi, dễ đọc hơn.

Chỉnh sửa: Nếu bạn muốn nó đối xứng, bạn có thể viết

int* array_begin = array; 
int* array_end = array + 5;

Nó phải là hành vi không xác định, vì những lý do sau:

1. Việc cố gắng truy cập các phần tử nằm ngoài giới hạn dẫn đến hành vi không xác định. Do đó, tiêu chuẩn không cấm việc triển khai đưa ra một ngoại lệ trong trường hợp đó (tức là giới hạn kiểm tra việc triển khai trước khi một phần tử được truy cập). Nếu & (array[size])được định nghĩa là như vậy begin (array) + size, một triển khai đưa ra một ngoại lệ trong trường hợp truy cập ngoài giới hạn sẽ không phù hợp với tiêu chuẩn nữa.

2. Không thể tạo ra lợi nhuận này end (array)nếu mảng không phải là một mảng mà là một kiểu tập hợp tùy ý.

Tiêu chuẩn C ++, 5.19, đoạn 4:

Một biểu thức hằng địa chỉ là một con trỏ đến một giá trị ... Con trỏ phải được tạo một cách rõ ràng, sử dụng toán tử đơn nguyên & ... hoặc sử dụng biểu thức của kiểu mảng (4.2) .... Toán tử chỉ số con [] ... có thể được sử dụng để tạo biểu thức hằng địa chỉ, nhưng giá trị của một đối tượng sẽ không được truy cập bằng cách sử dụng các toán tử này. Nếu toán tử chỉ số con được sử dụng, một trong các toán hạng của nó phải là một biểu thức hằng số tích phân.

Đối với tôi thì có vẻ như & array [5] là C ++ hợp pháp, là một biểu thức hằng địa chỉ.

Nếu ví dụ của bạn KHÔNG phải là một trường hợp chung mà là một trường hợp cụ thể, thì nó được phép. Bạn có thể hợp pháp , AFAIK, di chuyển một phần qua khối bộ nhớ được cấp phát. Nó không hoạt động đối với trường hợp chung chung, tức là khi bạn đang cố gắng truy cập các phần tử xa hơn 1 từ phần cuối của mảng.

Vừa tìm kiếm C-Faq: văn bản liên kết

Nó hoàn toàn hợp pháp.

Lớp mẫu vectơ <> từ stl thực hiện chính xác điều này khi bạn gọi myVec.end (): nó lấy cho bạn một con trỏ (ở đây là một trình lặp) trỏ một phần tử qua phần cuối của mảng.