访问C中数组末尾之外的元素

Question

我一直在阅读 K & R 关于 C 的书，发现 C 中的指针运算允许访问数组末尾之外的一个元素。我知道 C 几乎可以用内存做任何事情，但我就是不明白，这种特性的目的是什么？

Answer 1

C 不允许 访问 超出数组末尾的内存。但是，它确实允许指针指向数组末尾之外的一个元素。区别很重要。

因此，这没关系：

char array[N];
char *p;
char *end;

for (p = array, end = array + N; p < end; ++p)
    do_something(p);

（执行*end 会出错。）

这说明了此功能有用的原因：指向数组末尾（不存在的）元素的指针对于比较很有用，例如在循环中。

从技术上讲，这是 C 标准所允许的一切。但是，在实践中，C 实现（编译器和运行时）不会检查您是否访问了超出数组末尾的内存，无论是一个元素还是多个元素。必须进行边界检查，这会减慢程序的执行速度。 C 最适合的程序类型（系统编程、通用库）往往比安全和安全边界检查更能从速度中受益。

这意味着 C 可能不是通用应用程序编程的好工具。

Answer 2

通常，表示“结束”位置是有用的，它是实际分配之后的位置，因此您可以编写如下代码：

 char * end = begin + size;
 for (char * curr = begin; curr < /* or != */ end ; ++curr) {
    /* do something in the loop */
 }

C 标准明确指出此元素是有效的内存地址，但取消引用它仍然不是一个好主意。

为什么它有这个保证？假设您有一台具有 2^16 字节内存、地址 0000-FFFF、16 位指针的机器。假设您创建了一个 16 字节数组。内存可以分配在FFF0吗？

连续有 16 个字节空闲，但是：

begin + size == FFF0 + 10 (16 in hex) == 10000

由于指针大小，它会换行到 0000。现在循环条件：

curr < end == FFF0 < 0000 == false

循环不会对数组进行迭代，而是什么都不做。这会破坏很多代码，因此 C 标准规定不允许分配。

Answer 3

如果您在分配的内存之外读取或写入，则 C 标准会说它的“未定义行为”。 这意味着几乎任何事情都可能发生，可能是现在，可能在一周内，或者可能在 5 年后，或者可能永远不会发生，而你却侥幸逃脱。

我的老板有几句格言： “没有正确的 C 程序，只有一个还没有出错的程序” “关于内存损坏，你能说的唯一明智的事情就是什么。”

他永远是对的。

Answer 4

你可以远远超过数组 1 例如`

int main()
{
        char *string = "string";
        int i = 0;
        for(i=0; i< 10;i++)
        {
                printf("%c\n", string[i]);
        }
        return 0;
}

将在字符串结束后打印垃圾，无论之前放在内存中的任何内容。