C语言 取消引用空指针在 sizeof 操作中是否有效

Question

我遇到了一段代码，对我来说应该因分段错误而崩溃，但它可以顺利运行。 有问题的代码加上相关的数据结构如下（上面有相关的注释）：

typedef struct {
  double length;
  unsigned char nPlaced;
  unsigned char path[0];
}

RouteDefinition* Alloc_RouteDefinition()
{
  // NB: The +nBags*sizeof.. trick "expands" the path[0] array in RouteDefinition
  // to the path[nBags] array
  RouteDefinition *def = NULL;
  return (RouteDefinition*) malloc(sizeof(RouteDefinition) + nBags * sizeof(def->path[0]));
}

为什么会这样？我认为 char* 的大小将解析为给定架构上的指针大小，但在取消引用 NULL 指针时它不应该崩溃和刻录吗？

Answer 1

为什么会这样？

这是有效的，因为 sizeof 是一个编译时构造，除了可变长度数组之外，根本不计算。如果我们看一下C99草案标准部分6.5.3.4运算符的大小第2段说（强调我的）：

[...]大小由操作数的类型确定。结果是一个整数。如果操作数的类型是可变长度数组类型，则计算操作数;否则，不计算操作数，结果为整数常量。

我们还在第5段中看到以下例子，它证实了这一点：

double *dp = alloc(sizeof *dp);
       ^^^                ^
                          |                                 
                          This is not the use of uninitialized pointer 

在编译时，确定表达式的类型以计算结果。我们可以通过以下示例进一步证明这一点：

int x = 0 ;
printf("%zun", sizeof( x++ ));

这不会增加x，这很整洁。

更新

正如我在回答为什么 sizeof（x++） 不递增 x？ 有一个例外，sizeof是一个编译时操作，那就是当它的操作数是一个可变长度数组（VLA）时。虽然我之前没有指出这一点，但上面6.5.3.4引用确实是这样说的。

尽管在 C11 中而不是 C99 中，在这种情况下是否评估sizeof是不确定的。

另外，请注意，此查询有一个C++版本：不计算应用 sizeof 的表达式是否使得取消引用 sizeof 中的空指针或无效指针是合法的 C++？。

Answer 2

sizeof运算符是纯编译时操作。运行时什么都不做，这就是它工作正常的原因。

顺便说一句，path成员实际上不是一个指针，所以它在技术上不能NULL。

Answer 3

声明sizeof是一个纯粹的编译时结构（如当前现有的答案）并不完全准确。从 C99 开始，sizeof 不是纯粹的编译时构造。sizeof的操作数在运行时计算操作数类型为 VLA。到目前为止发布的答案似乎忽略了这种可能性。

您的代码很好，因为它不涉及任何 VLA。然而，这样的事情可能是一个不同的故事

unsigned n = 10;
int (*a)[n] = NULL; // `a` is a pointer to a VLA 
unsigned i = 0;
sizeof a[i++];      // applying `sizeof` to a VLA

根据 C99 标准，应该评估sizeof的参数（即 i应该递增，请参阅 https://ideone.com/9Fv6xC）。但是，我不完全确定 a[0] 中的空点取消引用是否应该在这里产生未定义的行为。