訪問多維數組的元素是否超出了未定義的行為范圍？

Question

請原諒令人困惑的問題標題，但我不確定如何更清楚地表達它。

在 C 中，越界訪問數組被歸類為未定義行為。 但是，數組元素保證在 memory 中連續布局，並且數組下標運算符是指針運算的語法糖（例如x[3] == *(x + 3) ）。 因此，我個人希望下面代碼的行為是明確定義的：

int array[10][10];
int i = array[0][15]; // i == array[1][5]?

如果我對標准的解釋是正確的，這將是未定義的行為。 我錯了嗎？

Answer 1

根據標准，這顯然是未定義的行為，因為這種情況在第J.2 節未定義行為中明確列出（可在在線 C99 標准草案中找到）：

數組下標超出范圍，即使 object 顯然可以使用給定的下標訪問（如在給定聲明int a[4][5]的左值表達式a[1][7]中）（6.5.6）。

您的示例仍然可以工作，實際上我在 C 代碼中看到了很多這樣的情況； 但是，准確地說，是UB。

Answer 2

該標准非常明確地給出了unsigned char arr[10][10]; ，如果x超過 9，訪問arr[0][x]的嘗試將產生 UB。

然而，我認為同樣清楚的是，該標准的作者打算允許代碼將任何 object 的地址（包括多維數組）作為字符指針，然后索引該指針以訪問object。

如果標准說arr[0]產生一個char*類型的指針，它只能用於訪問前十個元素，但(char*)arr會產生一個可以訪問整個數組的指針，那將適應上述兩個目標，但我在標准中沒有看到任何表明arr[0]和(char*)arr彼此不等價的內容。

最有可能的是，標准的作者期望實現會在這種極端情況下尋求明智的行為，無論標准是否充分描述了它們。 我不確定 clang 和 gcc 是否符合對這個特定問題的這種期望，但這種期望通常並不成立。

Answer 3

正如其他答案已經指出標准說這是UB的地方，我將添加其他答案中未討論的內容。

由於運算符優先級，表達式arr[0][15]等價於(a[0])[15] 。

現在由於超出一維 arrays 的范圍是未定義的行為，因此使用與(arr[0])[15]相同的表達式arr[0][15] ] 也是 UB，因為15大於10 in你的例子。

基本上，由於超出一維數組的范圍是未定義的行為，這意味着如果表達式(arr[i])[j]== arr[i][j]中的任何索引i或j超出范圍xrange - 1 = 10 - 1 = 9和yrange - 1 = 10 - 1 = 9 （對於您給定的示例），我們將有未定義的行為。

注意xrange和yrange是您指定為數組的行和列的初始大小的簡寫，在您的示例中對應於10和10 。