数组声明为 int v[100] 但 &(v[100]) 没有给出警告

Question

我有以下程序：

#include <stdio.h>

int main() {

    int v[100];
    int *p;

    for (p = &(v[0]); p != &(v[100]); ++p)
        if ((*p = getchar()) == EOF) {
            --p;
            break;
        }

    while (p != v)
        putchar(*--p);

    return 0;
}

这是gcc --version 在终端上的输出：

Configured with: --prefix=/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/usr --with-gxx-include-dir=/usr/include/c++/4.2.1
Apple LLVM version 7.0.2 (clang-700.1.81)
Target: x86_64-apple-darwin15.3.0
Thread model: posix

为什么在数组的最后一个之后获取元素的地址不会给我任何警告，但例如获取v[101] 的地址会给我以下警告

test.c:8:29: warning: array index 101 is past the end of the array (which
      contains 100 elements) [-Warray-bounds]
    for(p = &(v[0]); p != &(v[101]); ++p)
                            ^ ~~~
test.c:5:5: note: array 'v' declared here
    int v[100];
    ^
1 warning generated.

我知道索引元素超出缓冲区的范围是未定义的行为，那么为什么编译器不抱怨第一种情况呢？

Answer 1

除非您取消引用指针，否则允许将指针移到数组的最后一个元素之后，因此如果在到达 EOF 之前读取了一个或多个字符，则您的程序是有效的。

N12566.5.2.1 数组下标

下标运算符[]的定义 是 E1[E2] 等同于 (*((E1)+(E2)))。

N1256 6.5.3.2 地址和间接运算符

如果操作数是一元 * 运算符的结果， 该运算符和 & 运算符都没有被计算，结果就像两者都是 省略，除了对运算符的约束仍然适用并且结果不是 左值。同样，如果操作数是 [] 运算符的结果，则 & 运算符和 [] 隐含的一元 * 被评估，结果就像 & 运算符 被删除，[] 运算符被更改为 + 运算符。

N1256 6.5.6 加法运算符

此外，如果表达式 P 指向最后一个 数组对象的元素，表达式 (P)+1 指向数组对象的最后一个元素 数组对象，如果表达式 Q 指向数组对象的最后一个元素， 表达式 (Q)-1 指向数组对象的最后一个元素

Answer 2

这是关于与草率编写的代码的兼容性。

正如 MikeCAT 所引用的，对于数组 int ar[N]，表达式 ar+N 是有效的，并产生一个指向过去位置的指针。虽然这个指针不能被取消引用，但它可以与数组中的任何其他指针进行比较，这样您就可以编写漂亮的for (p = ar; p != ar+N; ++p) 循环。

此外，程序员喜欢编写可读代码，并且可以说，如果您想要一个指向数组的第 ith 元素的指针，编写 &ar[i] 比编写 ar + i 更清楚地传达您的意图。

将这两者结合起来，你会得到编写 &ar[N] 的程序员来获取过去指针，虽然这在技术上是访问无效的数组索引，但除了 @987654328 之外，没有编译器会实现它@ - 事实上，编译器必须不遗余力地做不同的事情。事实上还差得很远。

因此，由于任何不严格推理未定义行为的编译器都会执行程序员对表达式所期望的事情，因此没有理由不编写它，因此很多人都编写了它。现在我们有大量的代码库使用这个成语，这意味着即使是现代编译器也必须支持这个成语以实现兼容性。而且由于 Clang 的警告是有用的，所以写这个特别的警告是为了不警告一个无论如何都会起作用的案例，出于某种错误的迂腐感。