指针操作产生意外结果答案

【问题标题】：Pointer operation yields unexpected result指针操作产生意外结果
【发布时间】：2019-12-12 06:00:17
【问题描述】：

我期待下面的代码打印 4（因为浮点数是 4 个字节），但它打印 1。有人能解释一下为什么会这样吗？

#include <stdio.h>
int main()
{
    float a[4]={0.0,0.1,0.2,0.3};
    printf("%d", &a[1]-&a[0]);
    return 0;
}

【问题讨论】：

总是在编译时启用编译器警告，你会看到"warning: format ‘%d’ expects argument of type ‘int’, but argument 2 has type ‘long int’ [-Wformat=] printf("%d", &a[1]-&a[0]);"
指针算术由指针type控制。您的类型是 float，它是 4 字节。 &a[1]-&a[0] 之间有多少个 4 字节的值？ printf("%ld\n", (&a[1]-&a[0]) * sizeof(float)); 产生了什么？

标签： c pointers subtraction

【解决方案1】：

首先，改变

  printf("%d", &a[1]-&a[0]);

到

 printf("%td", &a[1]-&a[0]);

作为两个减法的结果类型产生一个类型ptrdiff_t，%td 是该类型的转换说明符。

也就是说，引用 C11，第 §6.5.6 章，减法运算符（强调我的）

当两个指针相减时，都指向同一个数组对象的元素，或者数组对象的最后一个元素； 结果是两个数组元素的下标。 [....] 在换句话说，如果表达式 P 和 Q 分别指向 i-th 和 j-th 的元素一个数组对象，表达式(P)-(Q) 具有值i−j，前提是该值适合ptrdiff_t 类型的对象。 [....]

在您的情况下，P 是 &a[1] 和 Q 是 &a[0]，所以 i 是 1 和 j 是 0。因此减法运算的结果是i-j，即1-0，1。

【讨论】：

非常感谢您的详细解释！

【解决方案2】：

你是正确的，这两个指针相隔 4 个字节。如果你减去两个整数，你会得到 4。但是 &a[1] 和 &a[0] 的类型是 float *。 Pointer arithmetic in C 考虑了所指向事物的大小，因此&a[1]-&a[0] 为 1。

这是数组索引工作的基本方法。您可以利用这一点来遍历数组，而无需单独的索引，而是终止于诸如 NaN 之类的边界。

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main()
{
    float a[] = { 0.0,0.1,0.2,0.3,NAN };

    float *iter = a;
    while(!isnan(*iter)) {
        printf("%f\n", *iter);
        iter++;
    }
}

如果您改为将值转换为 unsigned int，您确实会得到 4。

printf("%u\n", (unsigned int)&a[1]-(unsigned int)&a[0]);

【讨论】：

为什么是无符号整数？为什么不使用 uintptr_t？