為什麼越界指針算術被視為 C 中的未定義行為？

越界指針算術：為什麼它是未定義的行為

指針算術是程式語言中的一項功能，允許程式設計師操作記憶體透過向指標添加或減去整數值來定址。雖然指針算術可能是有用的工具，但了解與之相關的潛在風險至關重要，尤其是在處理越界指標時。

問題

考慮以下C 程式碼片段：

<code class="cpp">int arr[4] = {0, 1, 2, 3};
int* p = arr + 5;</code>

如果指標p 從未被取消引用（即，p 指向的值從未被訪問），為什麼語句arr 5 被視為未定義行為？

答案

指標的行為與整數並不完全相同。雖然指標算術確實可以類似於整數算術，但重要的是要記住指標代表記憶體位址，並且它們受到特定規則和約束的約束。

根據C 語言標準，越界指標算術是未定義的行為，因為：

• 潛在的記憶體損壞：存取超出陣列範圍的記憶體可能會損壞相鄰記憶體位置中的資料。
• 分段錯誤： 在許多作業系統中，越界指標算術可能會導致分段錯誤，這通常會導致程式崩潰。
• 不正確的指標比較： 使用 out-of -bounds 指標可能會導致指標之間的比較不正確，從而導致不可預測的行為。

安全嗎？

存取記憶體多個元素時超出數組末尾是明確未定義的行為，超出數組末尾的表達式在技術上可能是正確的，並且不會導致崩潰。但是，此類表達式的結果是未指定的，這意味著它以任何有意義的方式使用都是不可靠的。

實際上，最好完全避免越界指標算術並使用安全結構，例如陣列索引或迭代器來存取記憶體。

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