比较 2 个指向具有灵活数组成员的结构的指针答案

【问题标题】：Comparing 2 pointers to a struct with a flexible array member比较 2 个指向具有灵活数组成员的结构的指针
【发布时间】：2020-06-14 18:31:11
【问题描述】：

问题：将 2 个指针与灵活的数组成员进行比较是否大于（小于）和相等？

这是struct inotify_event 在 Linux 中的声明方式：

struct inotify_event {
           int      wd;       /* Watch descriptor */
           uint32_t mask;     /* Mask describing event */
           uint32_t cookie;   /* Unique cookie associating related
                                 events (for rename(2)) */
           uint32_t len;      /* Size of name field */
           char     name[];   /* Optional null-terminated name */
       };

为简单起见省略大小检查，让我们考虑以下代码：

int inotify_fd = inotify_init();
//...
struct inotify_event *ino_buf = malloc(sizeof(inotify_event) * 4096);
read(inotify_fd, ino_buf, sizeof(inotify_event) * 4096));
struct inotify_event *first_event = ino_buf;
struct inotify_event *second_event = 
           ((char *) ino_buf) + sizeof(struct inotify_event) + first_event->len;
if(first_event < second_event){ //UB?
    //...
}

我认为指向包含灵活数组成员的结构的指针的比较始终是 UB（即使它们相同）

N2346/6.7.2.1p3（我的雇员）：

具有多个命名成员的结构的最后一个成员可以数组类型不完整；这样的结构（以及任何工会可能递归地包含这样一个结构的成员） 不应是结构的成员或数组的元素。

OTOH，N2346/6.5.8p5 需要比较的指针属于同一个数组：

当比较两个指针时，结果取决于相对的指向的对象的地址空间中的位置。如果两个指向对象类型的指针都指向同一个对象，或者都指向超过同一数组对象的最后一个元素，它们比较平等的。如果指向的对象是同一聚合的成员对象，指向稍后声明的结构成员的指针比较更大而不是指向结构中较早声明的成员的指针，并且指向具有较大下标值的数组元素的指针比较大于指向同一数组元素的指针下标值。指向同一联合对象成员的所有指针比较相等。如果表达式 P 指向数组的元素对象和表达式 Q 指向同一对象的最后一个元素数组对象，指针表达式 Q+1 比较大于 P 。在在所有其他情况下，行为未定义。

OTOOH，我发现 N2346/6.5.8p4 与具有灵活数组成员的结构的定义相矛盾：

对于这些运算符，指向对象的指针是不是数组元素的行为与指向第一个元素的指针相同长度为 1 的数组的元素，对象的类型为其元素类型。

这意味着由于struct inotify_event *first_event 永远不是N2346/6.7.2.1p3 数组的元素，因此它可以被视为长度为1 的数组的元素，这与N2346/6.7.2.1p3 矛盾

【问题讨论】：

C 标准没有定义将它们与<、>、<= 或>= 进行比较的行为。以通常的方式将它们与== 或!= 进行比较。（这无疑是 C 标准的意图，不管对措辞有任何疑问，也不管它是否可以被视为长度为 1 的数组。）
@EricPostpischil 是的，我没有考虑6.5.9p6：两个指针比较相等当且仅当两个指针都是空指针，都是指向同一个对象的指针（包括指向一个对象的指针及其开头的子对象）或函数[...]
由于ino_buf 指向struct inotify_event 类型的4096 个结构的数组（name 的长度为零），您应该能够同时比较first_event 和second_event，只要它们指向该数组或在该数组后面。但是，因为您偏移了第二个指针，所以它大多不会对齐。 -- 我认为6.7.2.1p3强调的部分是指在编译时无法确定这样一个结构的大小。

标签： c arrays struct language-lawyer flexible-array-member

【解决方案1】：

如果T 是一个包含灵活数组成员的结构，则不能声明T[intVal] 形式的对象或类型；这是一个编译时约束，如果程序试图声明这样一个数组，则要求编译器发出诊断。

标准的一个单独部分指定指向T 类型对象的指针的行为与指向T[1] 类型对象的指针一样。我认为在合理适用的情况下，我不打算将具有灵活数组成员的结构排除在该条款之外。尝试声明 T[1] 类型的对象或 typedef 将违反约束，需要进行诊断，并且不可能有两个属于同一数组的 T 类型的不匹配指针，但是质量实现没有理由不处理指向同一类型 T 对象的两个指针之间的关系比较，因为它们会处理指向同一数组的同一元素的两个指针之间的比较。

【讨论】：