Одномерный доступ к многомерному массиву: это четко определенное поведение?

Единственным препятствием для того типа доступа, который вы хотите сделать, является то, что объекты типа int [5][3] и int [15] не могут создавать псевдонимы друг друга. Таким образом, если компилятор знает, что указатель типа int * указывает на один из массивов int [3] первого, он может наложить ограничения на границы массива, которые предотвратят доступ к чему-либо за пределами этого массива int [3].

Возможно, вы сможете обойти эту проблему, поместив все в объединение, которое содержит как массив int [5][3], так и массив int [15], но мне действительно неясно, действительно ли четко определены приемы объединения, которые люди используют для каламбура. Этот случай может быть немного менее проблематичным, поскольку вы не будете указывать отдельные ячейки, а только логику массива, но я все еще не уверен.

Следует отметить один особый случай: если бы ваш тип был unsigned char (или любым другим типом char), доступ к многомерному массиву как к одномерному массиву был бы совершенно четко определен. Это связано с тем, что одномерный массив unsigned char, который перекрывает его, явно определен стандартом как «представление» объекта и по своей сути разрешен для его псевдонима.

Все массивы (включая многомерные) не содержат отступов. Даже если это никогда не упоминалось явно, об этом можно судить по sizeof правилам.

Подписка на массив является частным случаем арифметики указателей, и в разделе 6.5.6, §8 C99 четко указано, что поведение определяется только в том случае, если операнд указателя и результирующий указатель лежат в одном и том же массиве (или на один элемент позади), что делает Возможны реализации проверки границ языка C.

Это означает, что ваш пример на самом деле является неопределенным поведением. Однако, поскольку большинство реализаций C не проверяют границы, все будет работать так, как ожидалось — большинство компиляторов обрабатывают неопределенные выражения указателя, такие как

mtx[0] + 5 

идентично четко определенным аналогам, таким как

(int *)((char *)mtx + 5 * sizeof (int))

который хорошо определен, потому что любой объект (включая весь двумерный массив) всегда можно рассматривать как одномерный массив типа char.

При дальнейшем размышлении над формулировкой раздела 6.5.6, разбивая доступ за пределами границ на, казалось бы, четко определенные подвыражения, такие как

(mtx[0] + 3) + 2

рассуждение о том, что mtx[0] + 3 является указателем на один элемент за концом mtx[0] (что делает первое добавление четко определенным), а также указателем на первый элемент mtx[1] (что делает второе дополнение четко определенным), неверно:

Несмотря на то, что mtx[0] + 3 и mtx[1] + 0 гарантированно равны при сравнении (см. раздел 6.5.9, §6), они семантически различны. Например, первое нельзя разыменовать, и поэтому не указывает на элемент mtx[1].

1. Уверен, что между элементами массива нет отступов.

2. Предусмотрена возможность вычисления адресов меньшего размера, чем полное адресное пространство. Это можно использовать, например, в огромном режиме 8086, чтобы часть сегмента не всегда обновлялась, если компилятор знал, что вы не можете пересечь границу сегмента. (Я слишком давно напоминаю, воспользовались ли этим компиляторы, которые я использовал, или нет).

С моей внутренней моделью -- я не уверен, что она точно такая же, как стандартная, и проверять ее слишком больно, информация распространяется повсюду --

• то, что вы делаете в clearBottomRightElement, действительно.

• int *p = &foo.row[7]; не определено

• int i = mtx[0][5]; не определено

• int *p = &row[7]; не компилируется (со мной согласен gcc)

• int *p = &(&mtx[0][0])[7]; находится в серой зоне (в прошлый раз, когда я проверял детали примерно так, я закончил тем, что рассмотрел неверный C90 и действительный C99, это может быть здесь, или я мог что-то упустить).

Насколько я понимаю стандарт C99, существует нет требования, чтобы многомерные массивы располагались в памяти в непрерывном порядке. Следуя единственной релевантной информации, которую я нашел в стандарте (каждое измерение гарантировано является непрерывным).

Если вы хотите использовать доступ x[COLS*r + c], я предлагаю вам придерживаться одномерных массивов.

Подписка массива

Последовательные операторы нижнего индекса обозначают элемент объекта многомерного массива. Если E является n-мерным массивом (n ≥ 2) с размерами i × j × . . . × k, то E (используется не как lvalue) преобразуется в указатель на (n − 1)-мерный массив с размерами j × . . . × к. Если унарный оператор * применяется к этому указателю явно или неявно в результате индексации, результатом будет указанный (n − 1)-мерный массив, который сам преобразуется в указатель, если используется не как lvalue. . Из этого следует, что массивы хранятся в построчном порядке (быстрее всего меняется последний индекс).

Тип массива

— Тип массива описывает непрерывно размещенный непустой набор объектов с определенным типом объекта-члена, называемым типом элемента. 36) Типы массивов характеризуются типом их элементов и количеством элементов в массиве. Говорят, что тип массива является производным от его типа элемента, и если его тип элемента T , тип массива иногда называют «массивом T». Построение типа массива из типа элемента называется «производным типом массива».