使用负数作为数组索引答案

【问题标题】：Using negative number as array index使用负数作为数组索引
【发布时间】：2014-08-29 18:33:46
【问题描述】：

我遇到了一个竞争性问题，询问以下输出：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a[] = {0,1,2,3,4};
    int i, *ptr;
    for(ptr = a+4, i=0; i <=4; i++)
    printf("%d", ptr[-i]);
    return 0;
}

我确实读过这个主题：Are negative array indexes allowed in C? 但是我不清楚 -ve 符号如何以相反的顺序生成数组，即。 4, 3, 2, 1, 0。

【问题讨论】：

根据您问题的标题，您没有使用负数作为 array 索引；您正在使用指针ptr 和索引-i 来计算a[] 中某个元素的指针算术。数组a[] 始终以0 为根，对于一些小于零的n，通过a[n] 取消对it 的引用是未定义的行为。数组不是指针。下面的潮水般的答案很好地解释了指针数学概念。
a[b] == *(a + b) == b[a]
从上面记住 WhozCraig 的回答。在您的职业生涯中，您可能会遇到使用此类指针在“字节”数组中“戳”和“删除”值的代码。这有时甚至用于敲入空值以终止字符串？上面的问题是“pythonesque”，因为否定可以在 Python 中使用？

标签： c arrays pointers

【解决方案1】：

首先，请记住，在 C 中，表达式 ptr[index] 与 *(ptr+index) 的含义相同。

现在让我们再看看你的表达式：ptr 在循环之前设置为a+4；然后您将-i 索引应用于它。因此，等价的指针算术表达式如下：

printf("%d", *(a+4-i));

这个表达式向后迭代数组，产生你看到的结果。

【讨论】：

简单优雅的解释！

【解决方案2】：

之所以起作用，是因为 [] 运算符进行了指针相加。

当你引用时

a[x]

实际发生的是它获取 a 的内存地址并添加 sizeof(int)*x

所以如果你将 ptr 设置为 a+4，你将是 a+sizeof(int)*4

然后，当你输入一个负值时，你会向后移动内存地址。

【讨论】：

【解决方案3】：

ptr[-i] 衰减为 *(ptr + (-i))。在第一次迭代中，当i = 0 时，ptr[-i] 访问了a 数组的最后一个元素，因为最初ptr 被设置为等于a + 4，这意味着 - 取a 开头的地址并添加4 * sizeof(int) （因为 ptr 的大小为 int）。在每次下一次迭代中，当 i 递增时，会访问数组的前一个元素。

【讨论】：

严格来说，表达式一不会“衰减”成表达式二：它们只是等价的表达式。如果你写 *(a + (-i)) 尽管 OP 将 a 定义为数组，a 确实会衰减为指向 a 的第一个元素的指针。

【解决方案4】：

in 是 for 语句

for(ptr = a+4, i=0; i <=4; i++)

指针ptr设置为a+4也可以通过以下方式完成

ptr = &a[4];

如果你用托盘输出指针所指向的值为例

printf( "%d\n", *ptr );

你会得到4。也就是指向数组最后一个元素的指针。

在循环内部使用了表达式 ptr[-i] 。对于 i 等于 0，它等效于 ptr[0] 或简单地等于 *ptr，即将输出数组的最后一个元素。对于 i 等于 1 表达式 ptr[-i] 等价于 a[4 - 1] 或简单的 a[3]。当表达式 ptr[-i] 等于 a[4 - i] 时等于 2 时 a[4 - 2] 又是 a[2] 等等。所以你会得到

【讨论】：

【解决方案5】：

a+4 给出了一个指向a 的第五个元素的指针。所以ptr 指的是那个位置。

然后循环将 i 从 0 计数到（包括）4。

取消引用ptr[-i] 等效于*(ptr - i)（根据定义）。因此，由于i 为 0 且ptr 为a+4，它等价于a+4-0，然后是a+4-1，然后是a+4-2，以此类推直到a+4-4，这（显然足够）等于a.

【讨论】：

【解决方案6】：

正如我在 C/C++ 中的评论中提到的那样

a[b] == *(a+b) == b[a]

对于你的情况，所有这些都很好

printf("%d", *(a + 4 - i));
printf("%d", a[4 - i]);
printf("%d", 4[a - i]);
...

【讨论】：