哪些指针值是明确定义的计算？ [复制]

Question

我的印象是，虽然取消引用不指向有效对象的指针是 UB，但简单地计算这样的指针就可以了。

但是，如果我对 expr.add[4] 的理解正确，则情况并非如此。

那么这些指针计算中哪些是明确定义的？

int a = 42;
int *p = &a;
p;           // valid, and obviously ok
p++;         // invalid, but ok, because one past the end of 'array' containing 1 element?
p++;         // UB ?

这个案子怎么样？

int *p = nullptr;
p;                // invalid, and obviously ok (considered one past the end?)
p++;              // one past the end? or UB?

Answer 1

在您的第一个示例中，第一个 p++ 定义明确，因为非数组被视为单长度数组。

这是相关的报价 (basic.compound/3.4)：

出于指针算术 ([expr.add]) 和比较 ([expr.rel], [expr.eq]) 的目的，超过 n 个元素的数组 x 的最后一个元素末尾的指针被认为是等价于指向 x 的假设数组元素 n 的指针，并且 不是数组元素的 T 类型对象被认为属于具有一个 T 类型元素的数组。

在p++、p 之后，它将指向（假设的）数组的最后一个（也是唯一一个）元素，这是明确定义的。它不是“无效，但可以”，因为指向对象末尾的指针不是无效指针，basic.compound/3.2：

指针类型的每个值都是以下之一：

• [...]

• 一个指向对象末尾的指针

• [...]

• 一个无效的指针值。

第一个例子的第二个p++是UB，因为结果会指向假设的(&a)[1]元素之后，这个元素没有定义。

在您的第二个示例中，p++ 是 UB，因为只能将 0 添加到 nullptr (expr.add/4.1)：

• 如果 P 求值为 空指针值且 J 求值为 0，则结果为空指针值。

• [...]

• 否则，行为未定义。