C 指针算术

Question

给定这段代码：

int *p, *q;

p = (int *) 1000;
q = (int *) 2000;

什么是 q - p 以及如何实现？

Answer 1

根据标准，它实际上是未定义的。指针算术不能保证有效，除非指针都指向同一个数组中的元素，或者指向同一个数组之外的元素。

该标准的相关部分是 6.5.6:9（c1x 的 n1362 草案，但自 c99 以来没有改变），其中规定：

当两个指针相减时，两个指针都指向同一个数组对象的元素，
或超过数组对象的最后一个元素；结果是差异
两个数组元素的下标。

如果您的 int 数据类型是 4 个字节，您很可能会得到 250，但不能保证。未定义的行为（与实现定义的行为不同）意味着未定义。任何事情都有可能发生，甚至包括大部分时空的彻底毁灭。

复习课程：

• 定义的行为是标准强制执行的行为。实现必须这样做才能保持一致。
• 实现定义的行为由实现决定，但必须清楚地记录该行为。如果您不太关心可移植性，请使用此选项。
• 未定义的行为意味着任何事情都可能发生。永远不要这样做！

Answer 2

q - p 为 250。

2000 - 1000 = 1000
1000 / sizeof(int) = 250

指针算术，假设 sizeof(int) 为 4。

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Edit:
OK, to clarify. In C when two pointers are of the same type then the difference between them is defined the number of things of the pointed-to type between them. For example,

struct foo { int ar[1000]; } big[10];
char small[10];

struct foo *fs, *fe;
char *ss, *se;

fs = &big[0]; fe = &big[9];
ss = &small[0]; se = &small[9];

fe - fs == se - ss;

也就是说，本例中两个指针之间的差异是它们之间的数组元素的数量。在本例中，它是 0、1、...8 或 9 个元素。

Answer 3

qp 应该返回从 p 到 q 应该执行多少步增量。这是 1000 / sizeof(int) 并且等于 250。记住 q++ 实际上会转到 int 类型的下一个元素，而不是在它的中间，所以它应该添加4 为指针的实际值。于是就有了这样的结果。

Answer 4

答案：
qp 将是 250，假设您使用的机器的 int 是 4 个字节。

计算公式为：

q - p = 1000
1000 / 4（int 的大小）= 250

其背后的想法：

指针算术背后的想法是，如果您有一个指向 1000 的 int 指针和一个 int 指针指向 2000，并询问差异，您不是问 2000-1000 是多少。你问的是，两者之间可以容纳多少个int。

这对于各种操作都非常方便，例如：

int *i = 100;
i++; // This is **not** 101, it is 104, cause you actually want the next place an int could fit in memory.

这尤其适用于处理数组时很方便。整数数组（定义为int arr[10]）基本上被视为指针。当您编写arr[5]时，编译器会将其翻译为*(arr + 5)，即向名为int的指针添加5 arr，并获取该地址处的值。

之所以有效，是因为 arr + 5 确实不是意思是“向 arr 的值添加 5”，它的意思是“向 arr 的值添加任何必要的内容”前进 5 ints”，或者更准确地说，“将 5 * sizeof(int) 添加到 arr 的值”

Answer 5

由于 p 指向 int，因此 q，qp 将是 1000。