在重新分配之后使用原始指针？答案

【问题标题】：Using original pointer after realloc?在重新分配之后使用原始指针？
【发布时间】：2013-07-28 16:26:01
【问题描述】：

我正在阅读 Richard Reese 的新书（2013 年 5 月）O'Reilly 的新书“理解和使用 C 指针”，我对其中的一些代码有疑问，第 87 页。

if (++length > maximumLength) {
    char *newBuffer = realloc (buffer, maximumLength += sizeIncrement);

    if (newBuffer == NULL) {
        free (buffer);
        return NULL;
    }

    currentPosition = newBuffer + (currentPosition - buffer);
    buffer = newBuffer;
}

我希望变量的名称是不言自明的；如果需要上下文，我将进行编辑以提供整个代码块，而不仅仅是这段摘录。

我的问题是关于currentPosition = newBuffer + (currentPosition - buffer); 这一行。我对realloc()的理解是，当新分配成功后，原来分配的内存就被释放了。如果这是正确的，那么有问题的行是使用悬空指针，init?该表达式的 RHS 上的 buffer 和 currentPosition 都是指向已释放内存的指针。

我的直觉是重写它以避免使用length 来避免使用悬空指针，毕竟它已经存在了。我想将最后两行替换为：

buffer = newBuffer;
currentPosition = buffer + length;

但是，可能编写的代码可以工作，因为这两个指针仍然保存地址（尽管是垃圾），并且这两个地址之间的偏移量仍然可以作为重新分配 currentPosition 的一种方式来计算。所以我对此感到不安只是小气吗？

概括一下这个问题：一旦指针悬空，是否可以安全地将指针中包含的地址用于任何目的，例如计算偏移量？谢谢。

【问题讨论】：

在重新分配时，length 比缓冲区的大小（调整前的maximumLength）大一。如果我正确解释了含义，您应该使用currentPosition = buffer + length - 1。
实际上，我在发布问题之前检查了这一点。本书的代码将length 和currentPosition 都初始化为零。 length 在第一个条件中递增，因此它总是超过最后添加元素的索引。 currentPosition 是要添加新元素的位置，并在添加后递增。这不是我开始编写代码的方式，而是按照给定的代码，buffer + length 是正确的。
所以currentPosition 是预先组合的buffer + length？我站得更正了（对冗余有点困惑）。
呃。丑陋的代码。也许至少添加一个 else ？我的批评是针对 R. Reese，而不是 OP。
@Jim，是的，可悲的是，它完全代表了本书的其余部分。

标签： c pointers realloc

【解决方案1】：

只要您不尝试取消引用指针（即应用运算符 *），使用悬空指针（例如“指针算术”）是安全的。

【讨论】：

这是错误的，因为 C 标准不保证对不再存在的对象的先前指针进行算术运算。您可能会认为指针被实现为内存地址，并且地址上的算术显然有效，但指针不一定以这种方式实现。此外，允许优化器根据 C 的规则进行推论，这可能会导致令人惊讶的行为。

【解决方案2】：

一旦指针悬空，是否可以安全地将指针中包含的地址用于任何目的，例如计算偏移量？

不，这不安全。在free 之后，指针值是无效地址，如果不调用未定义的行为，则无效地址不能用于指针运算。

【讨论】：

@CoryNelson C11，6.5.6p8 指针算法。如果结果不在数组对象中或最后一个元素之后 => 未定义的行为。
@Ouah，我认为这是指您尝试取消引用结果时。
@ouah 本节适用于“当将具有整数类型的表达式添加到指针或从指针中减去时”——在他的示例中，他减去了两个指针。
引用 6.2.4p2 会有所帮助：“当指针指向（或刚刚过去）的对象达到其生命周期的终点时，指针的值变得不确定。”
感谢@ouah 指向标准的指针（har har）。我查看了 6.5.6p9，它明确表示“当减去两个指针时，两者都应指向同一个数组对象的元素，或者指向数组对象最后一个元素的元素。”所以由于这些指针没有指向任何地方，你是对的，这是未定义的行为。它可能适用于大多数实现，但它是非标准的，因此（我怀疑）是不可取的。