比较指向不同数组的指针是否相等是否是未指定的行为？

Question

相等运算符具有关系运算符对指针的语义限制：

==（等于）和 !=（不等于）运算符与关系运算符具有相同的语义限制、转换和结果类型，只是它们的优先级和真值结果较低。 [C++03 §5.10p2]

关系运算符对比较指针有限制：

如果两个相同类型的指针 p 和 q 指向不同的对象，且不是同一对象的成员或同一数组的元素或指向不同的函数，或者只有其中一个为 null，则 p<< q、p＞q、p＜＝q和p＞＝q是未指定的。 [§5.9p2]

这是由相等运算符“继承”的语义限制吗？

具体地，给出：

int a[42];
int b[42];

显然，(a+3)＜a。 (b + 3) 未指定，但 (a + 3) == (b + 3) 也未指定吗？

Answer 1

op== 和 op!= 的语义明确表示映射除了它们的真值结果。因此，您需要查看其真值结果的定义。如果他们说结果是未指定的，那么它就是未指定的。如果他们定义了具体规则，那就不是了。它特别说

两个相同类型的指针比较相等当且仅当它们都为空、都指向同一个函数或者都代表相同的地址

Answer 2

只要指针指向相同类型的对象，相等运算符（== 和 !=）的结果就会产生指定的结果。给定两个指向同一类型的指针，以下条件之一为真：

1. 两者都是空指针，并且它们比较彼此相等。
2. 两者都是指向同一个对象的指针，并且它们比较相等。
3. 它们是指向不同对象的指针，并且彼此比较不相等。
4. 至少有一个未初始化，并且比较的结果未定义（事实上，比较本身可能永远不会发生 - 只是尝试读取指针进行比较会产生未定义的行为）。

在相同的约束下（两个指针都指向相同类型的对象）排序运算符的结果（<、<=、>, >=) 仅当它们都是指向同一对象的指针或指向同一数组中的单独对象的指针时才指定（为此目的，分配的内存“块” malloc、new 等符合数组的条件）。如果指针引用不属于同一数组的单独对象，则结果未指定。如果一个或两个指针尚未初始化，则会出现未定义的行为。

尽管如此，标准库中的比较模板（std::less、std::greater、std::less_equal 和 < code>std::greater_equal) do 都会产生有意义的结果，即使内置运算符不会产生有意义的结果。特别是，它们需要产生总排序。因此，如果需要，您可以进行排序，只是不使用内置比较运算符（当然，如果其中一个或两个指针未初始化，则行为仍然未定义）。

Answer 3

由于一致性语义存在混乱，因此这些是 C++ 的规则。 C 使用完全不同的一致性模型。

1. 未定义的行为是一个矛盾的术语，它意味着翻译器不是你的程序，可以随心所欲地做。这通常意味着它可以生成代码，该代码也可以做任何它想做的事情（但这是一个推论）。如果标准说行为未定义，则文本实际上对用户没有任何意义，因为删除此文本不会改变标准对翻译人员提出的要求。

2. 格式错误的程序意味着除非另有说明，否则翻译器的行为是严格定义的：需要拒绝您的程序并发出诊断消息。
   这里的主要特殊情况是单一定义规则，如果您违反了您的程序格式错误但不需要诊断的情况。

3. 定义的实现对翻译器提出了一个要求，即它包含明确指定行为的文档。在这种特殊情况下，未定义的行为可能是结果，但必须明确说明。

4. 未指定是一个愚蠢的术语，它意味着行为来自一组。从这个意义上说，明确定义只是一种特殊情况，其中允许的行为集仅包含一个元素。未指定不需要文档，因此在某种意义上它也意味着与没有文档定义的实现相同。

一般来说，C++ 标准不是语言标准，而是语言标准的模型。要生成实际的标准，您必须插入各种参数。其中最容易识别的是实现定义的限制。

标准中存在一些愚蠢的冲突，例如，合法的翻译器可以拒绝每个看似良好的 C++ 程序，因为您需要提供 main() 函数，但翻译器只支持1 个字符的标识符。这个问题可以通过 QOI 或实施质量的概念来解决。它基本上是说，谁在乎呢，没有人会仅仅因为它符合标准就购买该编译器。

从技术上讲，当指针指向不相关的对象时，operator < 的未指定性质可能意味着：您将得到某种或真或假的结果，但您的程序不会崩溃，但是这不是未指定的正确含义，因此这是一个缺陷：未指定给标准编写者带来了记录允许行为集的负担，因为如果该集合是开放的，那么它相当于未定义的行为。

我实际上提出了 std::less 来解决某些数据结构要求键是全序的，但指针不是按运算符 进行全序排序的问题。在大多数使用线性寻址的机器上，less 与 < 相同，但在 x86 处理器上进行 less 操作可能会更昂贵。