Чи дозволені індекси негативного масиву в С?

Я просто читав якийсь код і виявив, що людина використовує arr[-2]для доступу до 2-го елемента перед тим arr, як так:

|a|b|c|d|e|f|g|
       ^------------ arr[0]
         ^---------- arr[1]
   ^---------------- arr[-2]

Це дозволено?

Я знаю, що arr[x]це те саме, що *(arr + x). Так і arr[-2]є *(arr - 2), що здається нормальним. Що ти думаєш?

Це правильно. З C99 § 6.5.2.1 / 2:

Визначення оператора підрядника [] полягає в тому, що E1 [E2] ідентичний (* ((E1) + (E2))).

Ніякої магії немає. Це еквівалентність 1-1. Як завжди, коли перенаправлення покажчика (*), ви повинні бути впевнені, що він вказує на дійсну адресу.

Це справедливо лише у випадку, якщо arrце вказівник, який вказує на другий елемент у масиві або на більш пізній елемент. В іншому випадку це невірно, оскільки ви мали б доступ до пам'яті поза межами масиву. Так, наприклад, це було б неправильно:

int arr[10];

int x = arr[-2]; // invalid; out of range

Але це було б добре:

int arr[10];
int* p = &arr[2];

int x = p[-2]; // valid:  accesses arr[0]

Однак, незвично використовувати негативний підпис.

Звучить мені чудово. Це буде рідкісний випадок, коли він вам законно знадобиться.

Що, мабуть, було те, що arrвказувало на середину масиву, отже, робило arr[-2]вказівку на щось у вихідному масиві, не виходячи за межі.

Я не впевнений, наскільки це надійно, але я просто прочитав наступне застереження про індекси негативного масиву на 64-бітних системах (імовірно, LP64): http://www.devx.com/tips/Tip/41349

Здається, автор каже, що 32-бітні індекси масиву int з 64-бітовою адресацією можуть призвести до поганих обчислень адреси, якщо індекс масиву не буде явно просунутий до 64 біт (наприклад, через керування ptrdiff_t). Я фактично бачив помилку його натури з версією PowerPC gcc 4.1.0, але я не знаю, чи це помилка компілятора (тобто, вона повинна працювати відповідно до стандарту C99) або правильна поведінка (тобто індексу потрібен показник 64 біти за правильну поведінку)?

Я знаю, що на це питання відповіли, але я не втримався поділитися цим поясненням.

Я пам'ятаю Принципи дизайну компілятора, припустимо, що це int масив, а розмір int дорівнює 2, а базова адреса для a - 1000.

Як a[5]буде працювати ->

Base Address of your Array a + (index of array *size of(data type for array a))
Base Address of your Array a + (5*size of(data type for array a))
i.e. 1000 + (5*2) = 1010

Це пояснення також є причиною того, що негативні показники в масивах працюють у C.

тобто якщо я отримаю доступ, a[-5]це дасть мені

Base Address of your Array a + (index of array *size of(data type for array a))
Base Address of your Array a + (-5 * size of(data type for array a))
i.e. 1000 + (-5*2) = 990

Він поверне мені об’єкт за адресою 990. За цією логікою ми можемо отримати доступ до негативних індексів у масиві у C.

Про те, чому хтось хоче використовувати негативні індекси, я використовував їх у двох контекстах:

1. Маючи таблицю комбінаторних чисел, яка повідомляє вам гребінець [1] [- 1] = 0; Ви завжди можете перевірити індекси перед тим, як отримати доступ до таблиці, але таким чином код виглядає чистішим та виконує швидше.

2. Поклавши центнель на початок таблиці. Наприклад, ви хочете використовувати щось подібне

    while (x < a[i]) i--;

але тоді ви також повинні перевірити, що iце позитивно.
Рішення: зробити так , щоб a[-1]це -DBLE_MAX, так що x<a[-1]завжди буде хибним.

#include <stdio.h>

int main() // negative index
{ 
    int i = 1, a[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
    int* mid = &a[5]; //legal;address,not element there
    for(; i < 6; ++i)
    printf(" mid[ %d ] = %d;", -i, mid[-i]);
}