这是限制指针的无效使用吗？

Question

假设我有一个大数组，我计算索引并将其传递给第二个函数。举一个简单的例子，例如：

void foo(float* array, float c, unsigned int n)
{
    for (unsigned int i = 0; i < n; ++i)
        array[i] *= c;
}

void bar(float* restrict array, float* restrict array2, unsigned int m, unsigned int n)
{
    for (unsigned int i = 0; i < m; ++i)
        foo(&array[i * n], array2[i], n);
}

这是否违反了 bar() 中的限制规则，其中您将数组的一部分的地址传递给 foo()，即使您从未真正在 bar 中的数组的一部分使用别名（）？

Answer 1

（所有引用均参考 N1256，即C99 加上技术勘误 (TC3)。）

restrict 的正式定义在 §6.7.3.1 中给出。我引用下面最重要的条款。 P 是一个 restrict 限定的指针，指向类型 T，其范围是块 B。如果指针表达式 E 取决于 P 本身的值，则称其基于 P，而不是P 指向的值。

在每次执行B期间，令L为任何具有基于P的&L的左值。如果L< /code> 用于访问它指定的对象 X 的值，并且 X 也被修改（通过任何方式），则适用以下要求：

• T 不应是 const 限定的。
• 用于访问 X 值的每个其他左值也应具有基于 P 的地址。
• 就本子条款而言，修改 X 的每次访问都应被视为修改 P。
• 如果为 P 分配了一个指针表达式 E 的值，该表达式基于另一个与块 关联的受限指针对象 P2 >B2，则 B2 的执行应在 B 执行之前开始，或者 B2 的执行应先于到作业。

如果不满足这些要求，则行为未定义。

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让我们看看规则对于访问 foo 中 bar 的 array 部分有什么规定。我们从 array 开始，它是在 bar 的参数列表中声明的限制限定指针。为了清楚起见，我将对 foo 的参数进行 alpha 转换：

void foo(float* b, float c, unsigned int n) { /*modify b[i]*/ }

array 指向的存储也通过 b 进行修改。第二个要点没问题，因为 &array[i*n] 相当于 array+(i*n) （参见第 6.5.3.2 节）。

如果 b 是限制限定的，那么我们必须使用 P ←b 检查第四个要点， B ←foo，P2 ←数组，B2 ←bar< /代码>。由于 B 嵌套在 B2 内（此处函数的行为如同内联，请参阅第 6.7.3.1.11 节），因此满足第一个条件。还有第三个要点的一个实例（在 foo 中访问 b[i]），这不是问题。

但是 b 没有限制条件。根据第 6.3.2.3.2 节，“对于任何限定符 q，指向非 q 限定类型的指针可以转换为指向 q-类型的限定版本；原始指针和转换后指针中存储的值应相等”。因此从array+(i*n)到b的转换是明确定义的并且具有明显的含义，因此程序的行为被定义。此外，由于b 不是restrict 限定的，因此它不需要遵守任何线性条件。例如，以下 foo 与 bar 结合使用是合法的：

void qux(float *v, float *w) {
    v[0] += w[0];
}
void foo(float* b, float c, unsigned int n)
{
    qux(b,b);
}

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ADDED：为了解决您的特定问题“在 bar() 中传递数组的一部分的地址到 foo()”，这不是问题：restrict 适用于指针，而不是数组，并且您可以对其执行算术（要点 2）。

Answer 2

不，restrict 意味着 array 不能给任何东西起别名，所以你可以将东西传递给 bar 而不会违反规则