自引用指针算术

Question

因此给定以下代码：

#include <iostream>
#include <vector>
int main(int argc, char* argv[]) {
    int i = 42;
    int* p = &i;
    std::cout << "*p: " << *p << std::endl;
    std::cout << "&p: " << &p << std::endl;
    std::cout << "p: " << p << std::endl;
    std::cout << "p + 1: " << (p + 1) << std::endl;
    std::cout << "p + 1: " << ((p + 1) == (int*)(&p)) << std::endl;
    std::cout << "*(p + 1): " << *(p + 1) << std::endl;
    return 0; 
}

它可能会产生以下输出：

*p: 42
&p: 0x7fff38d8a888
p: 0x7fff38d8a884
p + 1: 0x7fff38d8a888
p + 1: 1
*(p + 1): 953723012

(p + 1)是指向存储p的内存位置的指针吗？用这种方法可以得到p所指向的值吗？

Answer 1

p是指向int对象的指针。&p是p的地址。

示例中的堆栈看起来像：

Address        Type       Name        Value
0x7fff38d8a884 int        i           42
0x7fff38d8a888 int*       p           0x7fff38d8a884

堆栈的设置方式是，p的地址正好在i的地址之后。在这种特殊情况下，当你向p添加1时，它向下移动了4个字节，并在那里找到了值，这恰好是i的地址。

线路发生了什么

std::cout << "p + 1: " << ((p + 1) == (int*)(&p)) << std::endl;

是p+1-->编译器获取数组p的"第二个元素"的地址(int*)(&p)->&p是int**，但在该特定实例中被强制转换为int*，恰好与p+4字节中存储的值相同

线路发生了什么

std::cout << "*(p + 1): " << *(p + 1) << std::endl;

是*(p+1)-->编译器访问数组p的"第二个元素"，因为您可能使用的是x86_64系统，它是小端序，存储在那里的十六进制值是0x38D8A884，存储在p中的指针的下半部分（转换为十进制的953723012），。

Answer 2

在您的示例中，(p + 1)不指向您分配的任何存储，因此取消引用它会产生未定义的行为，应该避免。

EDIT：另外，(p + 1)本身的第二个输出是不可靠的，因为只有当指针是指向数组的指针时才应该使用指针算术。因此，在我的机器上，表达式的求值结果为false。

Answer 3

如果你还记得指针和数组可以互换使用，你可能会发现，例如

p[1]

与相同

*(p + 1)

这意味着表达式(p + 1)是指向p之后的int值的指针。由于p不指向数组，这意味着正n的(p + n)是指向您尚未分配的东西的指针（它超出了界限），读取该值会导致未定义的行为。分配给它也是未定义的行为，甚至可以覆盖其他变量的数据。

要获取存储p的地址，请使用运算符的地址：&p。它返回指向指针的指针（即类型为int **）。

Answer 4

虽然标准不能保证((p + 1) == (int*)(&p))，但您在这里似乎很幸运。

然而，由于你在一台64位机器上解引用(p+1)，你只能得到p的低32位。

0x38D8A884 == 953723012

等式的右边是您收到的输出。左手边是程序输出所见证的p的低32位。

Answer 5

否。

指针算术虽然未检查，但受到标准的限制。通常，它只能在数组中使用，您可以使用它来指向数组元素或数组末尾之后的元素。此外，尽管允许将一个指针指向数组末尾，但如此获得的指针是一个哨兵值，不应取消引用。

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那么，你观察到的是什么？简单地说，&p、p + 1等是临时表达式，其结果必须在某个地方具体化。启用优化后，所述结果可能会在CPU寄存器中具体化，但如果没有，则会在函数框架内的堆栈上具体化（通常）。

当然，这个位置不是标准规定的，所以试图获得它会产生未定义的行为；即使它似乎在上运行，您的编译器也可以使用，但这套编译选项对任何其他编译器，甚至是这个具有任何其他选项集的编译器来说都毫无意义。

这就是未定义行为的真正含义：这并不意味着程序崩溃，它只是意味着任何事情都可能发生，这包括似乎有效的情况。

Answer 6

p+1等于&p。它只发生在像你这样的代码中，指针p跟在它所指向的对象后面。也就是说，p的地址本身的sizeof（int）大于它所指向对象的地址。例如，如果你要在i和p之间再插入一个定义，那么方程p+1==&p将无效。例如

int i = 42;
int j = 62;
int* p = &i;

Answer 7

p恰好被分配到堆栈上整数i的地址之后的地址（4字节之后）。some_ptr+1（实际上是some_ptr+1*sizeof（int））不是获取some_ptr地址的一致方法，在这种情况下只是巧合。

所以回答你的问题some_ptr+1！=&some_ptr