測試使用關係運算符在for循環

Question

指針假設我有for循環用來存儲使用指針陣列中的零點是這樣的：

int *vp, values[5]; 

for(vp = &values[5-1]; vp >= &values[0]; vp--) 
    *vp = 0; 

第C的書本 - 指針表示，有一個問題與此循環，因爲比較vp >= &values[0]是不確定的，因爲它移動到數組邊界之外。但是如何？

Answer 1

假設一個指針相當於一個無符號整數，我們可以看到，只有當values從地址0開始時，問題纔會存在，在這種情況下指針會在遞減後迴繞併成爲UINT_MAX。

爲了形象化的問題，讓我們通過會發生什麼步驟，假設在地址0x0 values開始：

iteration 1: 
vp = 0x4, *vp = 0; 

iteration 2: 
vp = 0x3, *vp = 0; 

iteration 3: 
vp = 0x2, *vp = 0; 

iteration 4: 
vp = 0x1, *vp = 0; 

iteration 5: 
vp = 0x0, *vp = 0; 

iteration 6: 
vp = 0xFFFFFFFF; *vp = ?? // uh oh! 

因此，vp絕不會小於指針的最低值（0），和它會導致無限循環（假設所有內存都是可寫的）或分段錯誤。

根據標準，它也是未定義的行爲（因爲您可以在數組之後處理一個元素，但不在其之前），但實際上，在任何現實的系統上都不會失敗。

Answer 2

即使排除舊的或異國情調的處理器體系結構，此代碼也不安全。

編譯器中的優化器嵌入了許多關於該語言的規則。當它看到vp >= &values[0]（其中values是一個數組）時，優化程序有權假定vp指向數組元素或超出數組的元素，因爲否則該表達式不是由C語言定義的。

嵌入優化器的規則和機制因此可能決定vp >= &values[0]始終爲真，因此它可能會產生代碼，就好像for (vp = &values[5-1]; ; vp--)已被寫入。如果*vp = 0使用指向數組外部的vp進行評估，則會導致沒有終止條件的循環以及未定義的行爲。

Answer 3

int values[5]; 
size_t idx; 

for(idx=5; idx-- > 0;) { 
    values[idx] = 0; 
    } 

這看起來可能很奇怪，但一旦你習慣了它，它可能是一個很好的模式。

• 您避免（可能）的指針值下溢（這是嚴格未定義）
• 不能下溢，無符號的類型（如爲size_t）將環繞，這肯定會導致非法訪問，這是喜歡偷偷摸摸一個地址，這將損壞內存，而不是快速失敗。
• WRT轉速/性能：從編譯器的角度來看，指針和索引基本相同。編譯器甚至可以爲這兩種情況生成相同的代碼。

順便說一句：如果你堅持指針的使用，下面會做：

int *vp, values[5]; 

for(vp = &values[5-1]; vp ; vp = (vp > &values[0]) ? vp-1 : NULL;) { 
    *vp = 0; 
    }