4

Безопасен ли данный код.

#include <iostream>

int main(int argc, char* argv[] )
{
    constexpr auto SIZE = 3;
    int* a1 = new int[3];

    a1[0] = 1;
    a1[1] = 2;
    a1[2] = 3;

    int* first = a1;
    int* last = a1 + SIZE;

    for ( ; first != last; first++)
        std::cout << *first;

    return 0;
}

В конце последней итерации first вне диапазона, можно ли так сравнивать указатели. Что будет если first будет равен максимальному size_t.

2
  • если first станет максимальным после инкремента 27 окт 2017 в 4:34
  • При чем здесь "максимальный size_t"? 23 дек 2017 в 19:30

3 ответа 3

6

Относительно указателя на "элемент", следующий непосредственно за последним элементом массива стандарт языка говорит следующее:

n4659 6.9.2/3:

[...] For purposes of pointer arithmetic (8.7) and comparison (8.9, 8.10), a pointer past the end of the last element of an array x of n elements is considered to be equivalent to a pointer to a hypothetical element x[n]. [...]

То есть, для целей арифметики указателей и сравнения указателей, указатель, указывающий на элемент, следующий непосредственно за последним элементом массива x из n элементов, считается эквивалентным указателю на гипотетический элемент x[n].

Более того, если некоторый объект не является элементом массива, то для целей арифметики указателей и сравнения указателей, этот объект считается принадлежащим массиву из одного элемента.

n4659 8.3.1/3:

[...] For purposes of pointer arithmetic (8.7) and comparison (8.9, 8.10), an object that is not an array element whose address is taken in this way is considered to belong to an array with one element of type T. [...]

В этом же пункте приведён такой пример кода:

    int a;
    int* p1 = &a;
    int* p2 = p1 + 1;    // defined behavior
    bool b = p2 > p1;    // defined behavior, with value true

P.S.
"Что будет если first будет равен максимальному size_t."
Также стоит заметить, что стандарт языка не гарантирует, что указатели имеют такое же внутреннее представление как и тип size_t, стандарт также не гарантирует, что sizeof(int *) == sizeof(size_t), и наконец, стандарт даже не гарантирует, что в реализации будут присутствовать целочисленные типы, способные вместить в себя указатель. Однако, если таковые целочисленные типы в реализации всё же присутствуют, то в заголовочном файле <cstdint> должны быть определены целочисленные типы std::intptr_t и std::uintptr_t, способные хранить указатели на объектные типы.


P.P.S.
Предположим, что тип int * имеет в точности такое же внутреннее представление как и тип size_t. Насколько я понял вопрос, вам интересно, а возможна ли на практике ситуация, когда адрес последнего байта некоторого объекта (в вашем примере массива a1) равен значению SIZE_MAX. И если возможна, то чему тогда равен указатель, указывающий на элемент следующий непосредственно за последним элементом массива a1, и корректно ли будут происходить операции сравнения с таким указателем.

С точки зрения стандарта языка такой проблемы нет. Указатель на элемент, следующий непосредственно за последним элементом массива всегда существует и с ним работает как арифметика указателей, так и операции сравнения.

Однако, каким именно образом реальными компиляторами реализуется это требование стандарта языка, я не знаю.

1

Сравнивать указатели можно любые (лишь бы сравнимые :)). Разыменовывать нельзя - но вы этого и не делаете :)

Заметим в скобках, что ваш код - по сути обычная работа с итераторами, именно так, как она обычно реализуется - пока итератор не сравняется с итератором, указывающим за конец контейнера.

11
  • а если контейнер прямо до конца, если за ним ничего нет,) 26 окт 2017 в 5:50
  • 1
    Неважно - вы сравниваете просто числа, реального обращения к памяти у вас не выполняется.
    – Harry
    26 окт 2017 в 5:54
  • если объект очень большой и число содержит адрес максимального size_t или такого не бывает? 26 окт 2017 в 5:57
  • 1
    Сравнивать указатели можно только те, что указывают на один объект (либо же за него), в противном случае — UB.
    – ixSci
    26 окт 2017 в 7:36
  • 2
    Ответ неверен. При помощи встроенных операторов языка разрешается сравнивать указатели только на элементы одного массива (включая воображаемый элемент "за последним"). Но каком "неважно - вы сравниваете просто числа" речи быть не может. Указатели - не числа, и это ультраважно. Глобальное упорядочение указателей одного типа дает библиотечный предикат std::less, но не встроенные операторы. 23 дек 2017 в 19:28
1

В реальной жизни (с учетом new) этот код безопасен.

Однако, если рассмотреть (почти) гипотетический пример, когда ваш массив это вся доступная память, размер которой совпадает с максимальным значением uintptr_t (если представить что, мы работаем в 16-bit архитектуре, то в этом нет ничего необычного) и first в начале программы указывает на ее начало (т.е. попросту first = 0), то он работать не будет, поскольку last также окажется равен 0 и проверка в for сразу же прекратит выполнение цикла.

В подобном случае (когда мы хотим просмотреть всю память) придется написать что-то вроде:

do {
  ...
} while (++first != last);
2
  • Тогда уж надо вести речь о uintptr_t, а не intptr_t, 23 дек 2017 в 20:16
  • @AnT, согласен.
    – avp
    23 дек 2017 в 20:57

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.