可以使用初始或终端 malloc 缓冲区吗？

Question

假设我做了如下事情：

size_t length = 1000;
char* p = malloc(length);

然后我想循环遍历元素，所以最基本的是：

for (size_t i = 0; i < length; ++i) {
  p[i] = ...; // or p[length - 1 - i] = ...
}

但也有可能是

char* q = p;
for (size_t i = 0; i < length; ++i) {
  *q = ...;
  ++q;
}

或相反

char* q = p + (length - 1);
for (size_t i = 0; i < length; ++i) {
  *q = ...;
  --q;
}

我的问题是，如果我想避免

i

并执行以下操作怎么办：

char* const final = p + (length - 1);
for (char* q = p; q <= final; ++q) {
  *q = ...;
}

或相反：

char* const final = p + (length - 1);
for (char* q = final; q >= p; --q) {
  *q = ...;
}

似乎在那些避免

i

的循环中出现错误行为的可能性非常小；对于第一个循环，如果

p + length == 0

会怎样，即我们有一个系统，我们在可能的

size_t

限制的最末端分配了内存，并且发生了溢出...对于第二个循环，如果

p == 0

，会怎样，也就是说，我们有一个系统，我们在内存的开头分配了内存...在这两种情况下，循环都不会在需要时结束...

可能这些并没有真正发生，但如果这是未定义的行为，那么也许最好用

i

循环，尽管它看起来稍微不太优雅..

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编辑：在 Fe2O3 的评论之后，我记得我确实想以不同的方式问它。也就是说，我想要的不是一个

char

数组，而是某种结构类型的元素数组，因此该结构可能相对较大，例如大小为

3000

。那么，为了使第二个循环失败，

p

为

 < 3000

就足够了，没有必要为

0

。另外，

final

在最大尺寸减去

3000

就足够了...当然，

3000

可以更大...

Answer 1

TL;DR：递增指针版本可以，但递减指针版本未定义。

C 标准将数组中的指针算术定义为有效，只要结果指针指向 arrar 的元素或指向“末尾的一个”。在这种特殊情况下，您会得到一个无法取消引用的有效指针（这样做是未定义的），但它始终会比指向数组中任何元素的任何指针都大

6.5.6.8 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一个元素 一个数组对象，并且数组足够大，结果指向从 原始元素，使得结果和原始元素的下标之差 数组元素等于整数表达式。换句话说，如果表达式 P 指向 数组对象的第 i 个元素，表达式 (P)+N（等效于 N+(P)）和 (P)-N（其中 N 的值为 n）分别指向第 i+n 个和第 i−n 个元素 数组对象，前提是它们存在。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。如果两个指针 操作数和结果指向同一个数组对象的元素，或者指向最后一个元素 数组对象的元素，求值不得产生溢出；否则， 行为未定义。如果结果指向数组对象的最后一个元素，则它 不得用作所求值的一元 * 运算符的操作数。

因此，当您递增指针时，当您越过数组末尾时，您将得到这个特殊的“越过末尾”指针，该指针将比指向最后一个元素的指针大，循环将终止。然而，使用递减循环，在到达第一个元素后，您将再次递减指针并得到一个无效指针，该指针可能无法正确比较小于数组的开头。