下面的代码是有效的C吗？ （空指针的指针算术）

Question

我最近一直在阅读 C 标准 ISO/IEC 9899:2018 规范。其中，第6.5.6节（加法运算符）描述了对

+

运算符的约束。规则 [8] 说：

当整数类型的表达式与指针相加或相减时，结果具有指针操作数的类型。如果指针操作数指向数组对象的元素，并且数组足够大，则结果指向距原始元素的元素偏移量，使得结果数组元素和原始数组元素的下标之差等于整数表达式。换句话说，如果表达式 P 指向数组对象的第 i 个元素，则表达式 (P)+N （相当于 N+(P)）和 (P)-N （其中 N 的值为 n）指向分别为数组对象的第 i + n 个和 i − n 个元素（前提是它们存在）。此外，如果表达式 P 指向数组对象的最后一个元素，则表达式 (P)+1 指向数组对象的最后一个元素后一位，如果表达式 Q 指向数组对象的最后一个元素后一位，表达式 (Q)-1 指向数组对象的最后一个元素。如果指针操作数和结果都指向同一个数组对象的元素，或者超过数组对象的最后一个元素，则求值不会产生溢出；否则，行为是未定义的。如果结果指向数组对象的最后一个元素，则不得将其用作所计算的一元 * 运算符的操作数。

除了数组上的算术行为之外，我还理解这条规则也描述了由于空指针不指向任何对象，所以对它们进行算术是未定义的行为。 （我发现与此相关的Reddit 帖子支持了我的结论）

首先：我对上述说法的理解正确吗？

其次：下面的代码怎么样？这是否也被视为 UB，如果是/如果不是，为什么？ 第 6.5.6 节中描述的规则是否也适用于 intptr_t

？上面的代码似乎也没有违反

第 6.3.2.3 节（指针）中的规则。

int arr[2] = {0};
intptr_t ptr_0 = 0;
intptr_t ptr = (intptr_t) arr;

intptr_t new = ptr_0 + ptr;
int* ptr_int =  (int*) new; 

提供更多上下文的其他一些部分：

• 第 6.3.2.3 节（指针）- 规则 [1-6]
• 第 6.3.2.2 节（无效）
• 第 6.2.5 节（类型）- 规则 [1,19,20,28]

提前感谢您的帮助！

Answer 1

intptr_t

 只是一个普通的有符号整数类型。您可以像任何其他整数一样使用它，有关指针的规则不适用于它。

它的特别之处（以及

uintptr_t

）是它保证足够大以容纳任何

void*

指针（并且由于任何对象指针都可以转换为

void*

而不会丢失任何信息，这也意味着它是足够大以容纳任何对象指针）。因此，您可以将指针投射到 

intptr_t

，然后将结果投射回来，并获取原始指针。

但是，如果您修改

intptr_t

 变量的值，则没有这样的保证。以下未定义：

int arr[2] = {0, 1};
intptr_t iptr = (intptr_t) arr;
iptr += sizeof(int);
int *ptr = (int *)iptr;
printf("%d\n", *ptr);

在大多数实现中，我希望打印出

1

，但这不是规范所要求的。